Gli scienziati riferiscono di aver sviluppato e testato con successo la prima retina artificiale ultrasottile al mondo che potrebbe migliorare notevolmente la tecnologia di visualizzazione impiantabile esistente per i non vedenti. Il dispositivo flessibile, basato su materiali 2-D molto sottili, potrebbe un giorno restituire la vista a milioni di persone con malattie della retina. E con alcune modifiche, il dispositivo potrebbe essere utilizzato per monitorare l'attività cardiaca e cerebrale.

I ricercatori presentano oggi il loro lavoro al 256th National Meeting &Exposition dell'American Chemical Society (ACS).

"Questa è la prima dimostrazione che è possibile utilizzare grafene a pochi strati e bisolfuro di molibdeno per fabbricare con successo una retina artificiale, "Nanshu Lu, dottorato di ricerca, dice. "Sebbene questa ricerca sia ancora agli inizi, è un punto di partenza molto eccitante per l'uso di questi materiali per ripristinare la vista, " lei dice, aggiungendo che questo dispositivo potrebbe anche essere impiantato in altre parti del corpo per monitorare le attività del cuore e del cervello.

La retina, situato nella parte posteriore dell'occhio, contiene cellule fotorecettrici specializzate chiamate bastoncelli e coni che convertono la luce in ingresso in segnali nervosi. Questi impulsi viaggiano nel cervello attraverso il nervo ottico dove vengono decodificati in immagini visive.

Malattie come la degenerazione maculare, la retinopatia diabetica e la retinite pigmentosa possono danneggiare o distruggere il tessuto retinico, portando alla perdita della vista o alla cecità completa. Non esiste una cura per molte di queste malattie, ma gli impianti retinici a base di silicio hanno restituito un minimo di vista ad alcuni individui. Però, Lu dice che questi dispositivi sono rigidi, piatto e fragile, rendendo difficile per loro replicare la curvatura naturale della retina. Di conseguenza, gli impianti retinici a base di silicio spesso producono immagini sfocate o distorte e possono causare sforzi a lungo termine o danni al tessuto oculare circostante, compreso il nervo ottico. Lu, che è all'Università del Texas ad Austin, e il suo collaboratore Dae-Hyeong Kim, dottorato di ricerca, chi è alla Seoul National University, cercato di sviluppare un più sottile, alternativa più flessibile che mimerebbe meglio la forma e la funzione di una retina naturale.

I ricercatori hanno utilizzato materiali 2-D, tra cui grafene e bisolfuro di molibdeno, così come sottili strati d'oro, allumina e nitrato di silicio per creare un flessibile, array di sensori ad alta densità e curvi. Il dispositivo, che assomiglia alla superficie di un pallone da calcio o di un icosaedro appiattito, si adatta alle dimensioni e alla forma di una retina naturale senza disturbarla meccanicamente.

Negli studi di laboratorio e sugli animali, fotorilevatori sul dispositivo assorbivano prontamente la luce e la facevano passare attraverso un circuito morbido esterno. Il circuito conteneva tutta l'elettronica necessaria per elaborare digitalmente la luce, stimolano la retina e acquisiscono segnali dalla corteccia visiva. Sulla base di questi studi, i ricercatori hanno determinato che questo prototipo di retina artificiale è biocompatibile e imita con successo le caratteristiche strutturali dell'occhio umano. Dicono che potrebbe essere un passo importante nella ricerca per sviluppare la prossima generazione di protesi retiniche bioelettroniche morbide.

Andare avanti, Lu sta esplorando modi per integrare questa tecnologia in tatuaggi elettronici meccanicamente e otticamente impercettibili che vengono laminati sulla superficie della pelle per raccogliere informazioni sulla salute in tempo reale. Lu afferma che il team prevede di aggiungere transistor a questi tatuaggi elettronici trasparenti per aiutare ad amplificare i segnali dal cervello o dal cuore in modo che possano essere monitorati e trattati più facilmente. Questi sensori ed elettrodi ultrasottili possono anche essere impiantati sulla superficie del cuore per rilevare le aritmie. Lu dice che i medici potrebbero potenzialmente programmarli per agire come piccoli pacemaker, inviando impulsi elettrici attraverso il cuore per correggere il problema.