Наука: Искусственный глаз - на подходе?

Американские исследователи из штата Виргиния разрабатывают уникальный способ лечения поврежденной или отслоившейся сетчатки. При отслоении сетчатки разрывается связь между приемником излучения и нервными клетками, что в результате может привести к полной слепоте. Сейчас, чтобы вернуть сетчатку на место, используют силиконовую жидкость. Исследователи из университета штата Виргиния во главе с доктором Джуди Райфл (Judy Riffle) приступили к испытаниям на животных нового варианта терапии с силиконовой жидкостью, куда введены частицы ферромагнитных материалов. Получаемая таким способом жидкость с магнитными свойствами позволяет регулировать процесс приживления отслоившейся сетчатки, сделать его более точным, поскольку теперь появилась возможность направить жидкость в нужный участок глазного дна. Разработка магнитной жидкости заняла почти десять лет. Основу ее составляет полидиметилсилоксан, в котором находятся во взвешенном состоянии мельчайшие (масштаба нескольких нанометров) частицы металлического кобальта или магнетита (оксида железа). Под действием внешнего магнитного поля жидкость можно перемещать в нужном направлении. Ученым удалось добиться очень многого - созданы наночастицы контролируемого размера, сама жидкость является биосовместимой, получены первые положительные результаты, однако широкое применение магнитных жидкостей в офтальмологии может начаться лишь после дополнительного клинического испытания с участием реальных пациентов.

Еще одна группа американских исследователей, из штата Нью-Мексико, работает над другой проблемой - созданием искусственного мускула, сжимающего глазное яблоко и тем самым меняющего кривизну внешней поверхности глаза. Мускул пришивается к склере, белочной оболочке глаза, находящейся непосредственно за прозрачной роговицей. Сокращение искусственного мускула управляется внешним устройством размером со стандартный слуховой аппарат. Сокращение приводит к удлинению глазного яблока, сетчатка тем самым отодвигается, и лучи, ранее фокусировавшиеся за ней (случай дальнозоркости), теперь будут попадать точно на сетчатку. Расслабление мускула приводит к обратному эффекту. Насколько сложно осуществить присоединение мускула к склере? Доктор Мохсен Шахинпур (Mohsen Shahinpoor), руководитель разработки, говорит, что это процедура уже вполне реальна - аналогичные операции используют при лечении отслоившейся сетчатки. Шахинпур утверждает также, что метод коррекции дальнозоркости с использованием искусственных глазных мускулов будет более гибким и имеет более широкие возможности, чем например, метод лазерной хирургии, где лазер применяют для нанесения разрезов на поверхности роговицы, в результате чего она меняет свою кривизну в меньшую сторону (этот метод пригоден только для лечения близорукости). Как будет работать искусственный мускул? Человек, у которого сильно развита дальнозоркость (а это случается почти у всех пожилых людей), будет включать небольшой аппарат, размещаемый за ухом, при этом генерируется магнитное поле, воздействующее на искусственный глазной мускул и приводящее к его сокращению. Если нет необходимости читать или делать работу, требующую фокусировки зрения на близких расстояниях, аппарат выключается.

Самая интересная разработка, по-видимому, делается сейчас в космическом центре вакуумной эпитаксии в Хьюстоне. Руководит ей доктор Александр Игнатьев, профессор университета штата Хьюстон. Название центра, на первый взгляд, не имеет никакого отношения к офтальмологии, тем не менее, исследования в этом центре могут привести к созданию искусственной сетчатки. Ученые в Хьюстоне экспериментируют с тонкими светочувствительными керамическими пленками. Светочувствительная керамика предназначена для замены поврежденных палочек и колбочек, которые, напомним, являются фоторецепторами, обеспечивающими к тому же возможность цветоразличения. Ранее ученые пытались имплантировать фотодетекторы на основе кремния, но они сильно токсичны и биологически несовместимы с тканями и жидкостями внутри глаза. В то же время, испытания керамических фотодетекторов показали их полную безвредность. При создании керамических фотодетекторов используется процесс вакуумной эпитаксии - послойное осаждение из вакуума отдельных атомов с образованием пленок с высокой степенью упорядоченности. Полученные таким способом керамические пленки имеют наилучшие оптические характеристики.

Ученые по существу использовали тот же процесс, который применяется при создании компьютерных микросхем. В результате были получены детекторы, состоящие из нескольких слоев керамических пленок, причем каждый детектор имеет размер в 5 микрон (что точно соответствует размеру колбочки), а вся искусственная сетчатка содержит около 100 тыс. таких детекторов. Для введения всей сборки в глаз ее прикрепляют к полимерному носителю размеров 1 х 1 мм. Приблизительно через две недели полимерный носитель полностью растворяется в глазу. Первая имплантация в глаз такой биоконструкции запланирована на этот год, и ученые надеются на успех своей разработки, хотя до сих пор остается невыясненным, как мозг воспримет электрические сигналы искусственных палочек и колбочек, поскольку пока не ясны величины возникающих на них электрических потенциалов. Возможно, мозгу придется приспособиться и заново научиться интерпретировать сигналы от такого протеза сетчатки. У исследователей, конечно, остается и множество других нерешенных вопросов, среди которых самые главные - проблемы точности воспроизведения оптического изображения при помощи новой биоконструкции и долговечность протеза сетчатки. Ответить на них можно только после проведения клинических испытаний.

Короткая ссылка на материал: //cnews.ru/link/a286