Разработка бионической сетчатки на основе гидрогелевых биопикселей

     До настоящего времени в разработке протезных ретинальных систем исследователи использовали только твердые ригидные материалы. В своем новом исследовании Vanessa Restrepo-Schild с соавт. продемонстрировали возможность применения гибких биологических синтетических конструкций, имитирующих ткани человеческого тела и обладающих высокой адаптивностью, что может стать новой эволюционной ступенью в развитии бионических имплантов. Команда исследователей разработала двуслойную синтетическую сетчатку, которая точно имитирует работу фоторецепторов. Бионическая сетчатка состоит из гидрогелевых кубов (биопикселей), выполняющих роль каркаса для массива липидных капель и среды для переноса ионов (рис.). Каждая капля сопряжена с гидрогелем посредством билипидного слоя, в который интегрированы белки бактериородопсины, и работает подобно пикселям фотокамеры, поглощая фотоны и реагируя на них. Из освещенных капель протоны перекачиваются в гидрогель, генерируя при этом электрический ток, который далее аппаратно усиливается, стимулирует нейроны сетчатки и в совокупности формирует изображение в градациях серого. Клеточная культура создается из натуральных биоразлагаемых материалов и не содержит инородных для человеческого организма частиц или живых микроорганизмов, за счет чего имплант менее агрессивен, чем механическое устройство, что снижает риск развития воспаления, рубцевания или просто механического разрушения ткани сетчатой оболочки глаза. На данный момент разработка прошла испытания только в лабораторных условиях, и исследователи надеются, что в ближайшее время работа продолжится на животных моделях. Кроме того, разработчики планируют расширить функциональные возможности своей бионической сетчатки, добавив возможность имитации цветового зрения.

    

    Scientific Reports. 2017. DOI:10.1038/srep46585