Un ingeniero de Sydney está desarrollando un dispositivo eléctrico impreso en 3D de bajo coste que utiliza luz absorbida para activar las neuronas que transmiten señales desde los ojos al cerebro, actuando como una retina artificial para aquellos que han perdido esta capacidad dando la esperanza así de recuperar algún día la vista a los ciegos.
El Dr. Matthew Griffith, del Centro Australiano de Microscopía y Microanálisis y la Escuela de Ingeniería Aeroespacial, Mecánica y Mecatrónica, ha creado un dispositivo eléctrico a partir de semiconductores multicolores a base de carbono, que utiliza la luz absorbida para disparar las neuronas que transmiten señales desde el ojos al cerebro, actuando como una retina artificial para aquellos que han perdido esta capacidad.
La retina es la capa delgada de tejido que recubre la parte posterior del ojo que funciona para recibir luz, convertirla en señales neuronales y enviar estas señales al cerebro para su procesamiento.
“En todo el mundo, la cantidad de personas que viven con discapacidad visual es de al menos 2.200 millones. Nuestra investigación tiene como objetivo proporcionar una solución biomédica a quienes experimentan ceguera por retinitis pigmentosa y degeneración macular relacionada con la edad (DMAE), siendo la segunda una de las principales causas de ceguera en el mundo”, dijo el Dr. Griffith.
‘Retina artificial’ para ciegos creada con una imprenta biomédica
El Dr. Griffith espera aplicar en última instancia esta tecnología, un tipo de interfaz neuronal, para restaurar la función sensorial en ciegos. Concretamente en personas con lesiones de la médula espinal y para tratar a las personas con enfermedades neurodegenerativas. Una interfaz neuronal es un dispositivo que interactúa con el sistema nervioso de un individuo para registrar o estimular la actividad.
“Entre otras funciones, las neuronas son los conductores de señales del cuerpo. Un enlace neuronal perdido, que puede ser causado, por ejemplo, por una lesión de la médula espinal, puede causar problemas graves. También puede ser debilitante si las neuronas fallan, esto puede causar ceguera y sordera, así como enfermedades como el Parkinson y la epilepsia, para las cuales no hay cura”, dijo.
«Las interfaces neuronales pueden salvar esta división neuronal o, en el caso de fallas, reprogramar las neuronas».
El dispositivo del Dr. Griffith se puede imprimir utilizando el mismo método de bajo coste que la impresión de periódicos, con una prensa de rollo a rollo de alta velocidad.
“Se están desarrollando intensamente tecnologías similares, aunque nuestro dispositivo se diferencia en que está hecho de carbono, el mismo componente que las células humanas”, dijo el Dr. Griffith.
“Otros dispositivos suelen ser rígidos y suelen estar hechos de silicona o metal, lo que puede presentar problemas para integrarse con el cuerpo humano que es blando y flexible. Nuestro dispositivo orgánico está diseñado teniendo en cuenta este problema «.
El Dr. Griffith recibió una subvención de NHMRC Ideas para continuar trabajando en el proyecto junto con colegas de la Universidad de Sydney y neurobiólogos de la Universidad de Newcastle.
Cómo funcionará el dispositivo
La intención es que el dispositivo se imprima en superficies suaves y flexibles con tintas a base de agua que contienen factores de crecimiento nervioso y luego un cirujano lo inserte en la retina del paciente ciego.
Una vez que las neuronas relevantes se vuelvan a conectar, la retina recuperará la funcionalidad perdida cuando se estimule con luz. En esta etapa, el Dr. Griffith y su equipo han realizado experimentos utilizando neuronas de la médula espinal y ojos de ratones.
Los primeros experimentos examinaron el crecimiento de células neuronales de ratones sobre los semiconductores en una placa de Petri, después de lo cual se evaluó la actividad eléctrica de las neuronas.
«Estas células no solo sobrevivieron, sino que crecieron y mantuvieron la funcionalidad neuronal», dijo el Dr. Griffith.
“El siguiente paso es controlar dónde crecen imprimiendo nanopatrones. Esto es así en el futuro, podemos dirigirlos para que crezcan en ubicaciones corporales específicas, como la médula espinal o la retina «.
En qué se diferencia de una tecnología de restauración de la vista comparable
Las tecnologías comparables están intentando replicar tanto el ojo como el cerebro en un esfuerzo por restaurar la vista en los ciegos. Sin embargo, este método requiere un enfoque más sofisticado.
“Los pacientes ciegos recuperan algo de visión, lo que definitivamente cambia la vida de quienes no la tienen. Sin embargo, no es lo que usted o yo pensaríamos como una visión de alta fidelidad. El estado de la técnica actual produce grandes formas borrosas en blanco y negro ”, dijo el Dr. Griffith.
Otra diferencia clave es que el dispositivo del Dr. Griffith no requiere electricidad, se alimenta internamente con luz del mundo exterior.
“Si tiene éxito, nuestro dispositivo nos ayudará a avanzar hacia la solución de uno de los grandes desafíos científicos del siglo XXI; comunicarse con la red sensorial del cuerpo humano.
Esperamos lograr esto usando nada más que luz, lo que abre algunas perspectivas realmente emocionantes para el futuro de la tecnología bioelectrónica ”.
Créditos imagen de portada: University of Sydney
