به گفته مرکز کنترل و پیشگیری بیماری ، دژنراسیون ماکولا وابسته به سن ، بیماری که به آرامی سلولهای حساس به نور در شبکیه را تخریب می کند ، علت اصلی کاهش بینایی و نابینایی در بین افراد 65 سال و بالاتر است. پزشکان نمی توانند جلوی چنین از دست رفتن بینایی را بگیرند - اما سیستمی که جایگزین سلولهای حساس به نور است که توسط دانیل پالانکر ، استاد چشم پزشکی طراحی شده است ، می تواند بار را کاهش دهد.

این دستگاه - ترکیبی از عینک های پردازش تصویر و تراشه های سیلیکونی ریز که در شبکیه کاشته شده است - بیش از یک دهه است که ساخته شده است. اگرچه وضوح دستگاه هنوز جایی نیست که طراحان آن امیدوارند آن را بدست آورند - در حال حاضر این فناوری تنها می تواند به دید 20/200 برسد ، که خواندن آن به طور واضح یا رانندگی با امنیت کافی نیست - یک مطالعه امکان سنجی پنج بیمار در پاریس آغاز شده است ، برنامه ریزی دوم بعداً در سال در شرق ایالات متحده انجام شد.

Palanker ، که همچنین مدیر Hansen Experimental است ، گفت: "ما اولین مقاله مفهومی از نحوه نزدیک شدن به این 12 سال پیش منتشر کردیم ، و اکنون ما در بیماران انسانی اعتبار داده ایم که اساساً همه فرضیات کلیدی را که ما در این راه انجام داده ایم". آزمایشگاه فیزیک و عضو Stanford Bio-X و انستیتوی علوم اعصاب استانفورد.

سیم های خیلی زیاد

پالانکر از زمان تحصیلات تکمیلی خود در فیزیک کاربردی به نحوه عملکرد چشمها علاقه مند بود. تا اوایل دهه 2000 ، بیشتر تحقیقات پالانکر بر استفاده از لیزر در جراحی چشم متمرکز بود.

سپس او در مورد شبکیه های مصنوعی ، وسایل کمکی برای درمان بیمارانی که برخی از سلولهای حساس به نور در شبکیه خود را از دست داده اند ، به بیماریهایی مانند دژنراسیون ماکولا وابسته به سن یا رتینیت پیگمنتوزا آموخت.

اما شبکیه های مصنوعی که در آن زمان در حال توسعه بودند دارای اشکالاتی بودند. از یک چیز ، هیچکدام از آنها به حل و فصل مناسبی نرسیدند. در آن زمان ، بهترین شبکیه مصنوعی با دید حدود 20/1200 مطابقت داشت.

علاوه بر این ، بیشتر دستگاه ها در اوایل دهه 2000 به سیم های زیادی احتیاج داشتند. بعضی از سیستم ها دوربین را مستقیماً به داخل چشم پیوند می زنند که فقط سیم کشی پیچیده ای را صرفاً برای تأمین انرژی آن لازم است. سایر دستگاه ها دوربین را بر روی عینک سوار کرده و تصاویر را از طریق کابل به آرایه الکترود قرار داده شده روی شبکیه تغذیه می کنند. همه گزینه ها نیاز به مشکلات تهاجمی ، جراحی پیچیده و نگهداری طولانی مدت داشتند ، از جمله مدیریت کابل های مشکل ساز که از دیواره چشم عبور می کردند و بعضی اوقات روی میله ها و مخروط های سالم باقی مانده نیز تأثیر می گذاشت.

تحویل نور

پالانکر فکر کرد که می تواند با استفاده از یک روش کاملاً نوری بهتر عمل کند. همانطور که او تصور می کرد ، بیماران عینک مخصوصی می پوشند که نور محیط را به تصاویر مادون قرمز معمولاً نامرئی تبدیل می کند و آن تصاویر را به روشی مشابه عینک های واقعیت افزوده به چشم می اندازد. سلول های فتوولتائیک - اساساً پانل های خورشیدی ریز - در قسمت های آسیب دیده شبکیه کاشته شده ، تصاویر مادون قرمز را جمع می کنند و آنها را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند و عملکرد میله ها و مخروط های آسیب دیده را جایگزین می کنند.

پالانکر گفت: "من فکر کردم چشم یک سیستم نوری زیبایی است ، که در آن می توان از طریق نور اطلاعات و قدرت را تحویل داد و این امر نیاز به سیم را برطرف می کند و عمل جراحی را بسیار کمتر تهاجمی می کند." علاوه بر این ، کوچکتر کردن سنسورهای فتوولتائیک و در نتیجه بهبود وضوح آسان تر خواهد بود. دستگاه Palanker یک مزیت اضافی نیز به همراه دارد: از آنجا که سنسورهای کاشته شده فقط میله ها و مخروط های آسیب دیده را جایگزین می کنند ، بیماران هنوز هم می توانند به طور عادی قسمت هایی از شبکیه خود را که آسیب ندیدند ببینند.

تا سال 2005 ، Palanker و همکارانش طرحی را برای نحوه کارکرد دستگاهشان منتشر کرده بودند و در سال 2008 آنها یک جایزه بذر Bio-X را برای شروع ساخت دستگاه و آزمایش این ایده در جوندگان برنده شدند.

مرحله بعدی

Pixium Vision ، شرکتی که مجوز پروتزهای فتوولتائیک شبکیه ، یا PRIMA ، فناوری را در سال 2013 تولید کرده است ، دستگاهی را برای انسان تولید کرده و در اواخر سال 2017 برای آزمایش بالینی تأیید شده است. دستگاه . پالانکر گفت ، این جراحی ها خوب پیش رفت ، و بیماران گزارش می دهند که از دیدن الگوهای سفید روشن در مناطق آسیب دیده قبلی خود ، در محدوده قطعنامه ای که محققان انتظار داشتند. اکنون آزمایش های دقیقی برای ارزیابی کیفیت این بینش پروتز انجام شده است ، از جمله اینکه بیماران چگونه می توانند شکل ها و حروف مختلفی ایجاد کنند.

محققان هنوز با چالش های مهم روبرو هستند - مهمترین آنها ، بهبود وضوح بیشتر. در حال حاضر ، پیکسل ها در ایمپلنت های انسانی اندازه 100 میکرومتر دارند ، و آزمایشات نشان داد که 50 پیکسل میکرومتر نیز به خوبی کار می کنند ، وضوح مکانی معادل تقریباً دید 20/200 را ارائه می دهند. سرانجام ، Palanker دوست دارد آن را به 20/40 برساند - آنچه دولت برای دریافت گواهینامه رانندگی نیاز دارد - و آزمایشگاه انتظار دارد طرح جدیدی را برای دستیابی به این وضوح در اواخر سال جاری منتشر کند. محققان همچنین روشهای بهتری برای پردازش تصاویر در حال توسعه هستند تا بیماران بتوانند راحت تر اشیاء را تشخیص دهند.

پالانکر گفت: "ما در شرایط نابینایی غیرقابل تحمل یکی از بزرگترین نیازهای برآورده شده را برطرف می کنیم." "این بسیار هیجان انگیز است."