(Phys.org) —Ljus som träffar näthinnan på baksidan av ögat är det första stora steget i synprocessen. Men när fotoreceptorerna i näthinnan degenererar, som inträffar vid makuladegeneration, näthinnan reagerar inte längre på ljus, och personen förlorar en del eller hela sin syn. Dock, om näthinnan kan göras känslig för ljus med hjälp av någon typ av optoelektroniskt implantat, då kan synen återställas.

Utvecklingen av konstgjorda näthinnor står fortfarande inför många utmaningar:implantaten ska ge långvarig ljuskänslighet, bör ha hög rumslig upplösning, får inte innehålla ledningar, och bör vara gjorda av material som är biokompatibla och mekaniskt flexibla. Kandidatmaterial inkluderar ledande polymerer och kvantprickfilmer, var och en har sina egna fördelar och nackdelar inom dessa områden.

Ett annat tillvägagångssätt för att återställa ljuskänslighet involverar optogenetik, där ljuskänsliga proteiner (bakteriella opsiner) introduceras i nervceller i näthinnan. Dock, denna metod kräver fortfarande en elektrod för att hjälpa till med ljusinducerad stimulering av dessa neuroner.

I en ny tidning publicerad i Nanobokstäver , forskare vid Tel Aviv University, Hebreiska universitetet i Jerusalem, och Newcastle University har funnit att en film som innehåller kolnanorör och nanorod är särskilt effektiv för trådfri fotostimulering av näthinnan.

"Den största betydelsen av vårt arbete är att visa hur nya material (kvantstavar i kombination med kolnanorör) kan ge ett nytt system som är lämpligt för effektiv stimulering av ett neuronsystem, "medförfattare Yael Hanein, Professor vid Tel Avivs universitet, berättade Phys.org .

Forskarna visade att när filmen fästs på en kycklingnäthinna vid 14 dagars utveckling (vid en tidpunkt då näthinnan ännu inte är ljuskänslig, och så helt blind), näthinnan producerar en fotogenererad ström – en neuronal signal som sedan kan tolkas av hjärnan.

I den nya filmstrukturen, nanoroderna är insprängda i en 3D porös kolnanorörsmatris, och den resulterande filmen mönstras sedan på ett flexibelt substrat för implantation. Forskarna förklarar att den nya filmens 3D-struktur ger flera fördelar, som inkluderar hög ljusabsorbans, stark bindning till neuroner, och effektiv avgiftsöverföring. Medan andra kandidatmaterial för konstgjorda näthinnor, som kisel, är stela, inte genomskinlig, och kräver en extern strömkälla, det nya materialet har inte dessa problem.

Med dessa fördelar, de nya filmerna ser mycket lovande ut för användning i framtida applikationer med artificiell näthinna. Forskarna förväntar sig också att filmerna skulle kunna förbättras ännu mer med ytterligare forskning.

"För tillfället, vi studerar de nya implantaten in vivo , försöker demonstrera sina prestationer under långvarig implantation, ", sa Hanein. "Vi samarbetade med en näthinnakirurg för att utveckla en implantations- och testprocedurer som är kompatibla med konventionella kirurgiska metoder för att försöka göra mänskliga försök i framtiden."

© 2014 Phys.org