Een groep Australische wetenschappers van de Universiteit van New South Wales (UNSW) in Sydney onderzoekt de mogelijkheid om miniatuurzonnepanelen in de oogbollen van mensen te implanteren, wat een revolutie teweeg zou kunnen brengen in de behandeling van ongeneeslijke oogziekten.
Neuroprothesen – over apparaten die verloren functionaliteit herstellen door interactie met het zenuwstelsel – bieden veelbelovende mogelijkheden om de kwaliteit van leven te verbeteren. Het concept trekt parallellen met het bekende cochleaire implantaat, dat geluid omzet in elektrische signalen om de gehoorzenuw te stimuleren bij mensen met ernstig gehoorverlies.
Onderzoekers uit verschillende vakgebieden, waaronder ingenieurs, neurologen, clinici en biotechnologen, zijn van plan deze technologie te gebruiken om zichtproblemen op te lossen die worden veroorzaakt door schade aan fotoreceptoren, de cellen die verantwoordelijk zijn voor het herkennen van licht en kleur.
Dr. Udo Romer, een specialist in fotovoltaïsche energie of zonnepaneeltechnologie, leidde het onderzoek bij UNSW. Mensen met aandoeningen zoals retinale pigmentdegeneratie en leeftijdsgebonden maculaire degeneratie ervaren een geleidelijk verlies van gezichtsvermogen naarmate hun fotoreceptoren verslechteren. Romer stelt een nieuwe aanpak voor die beschadigde fotoreceptoren omzeilt door zonnetechnologie te gebruiken om licht dat het oog binnenkomt om te zetten in elektriciteit, wat de overdracht van visuele informatie naar de hersenen vergemakkelijkt.
Traditionele methoden waarbij gebruik wordt gemaakt van implantaten op basis van elektroden vereisen complexe procedures waarbij draden in het oog worden ingebracht. Het concept van Romer daarentegen omvat het bevestigen van een miniatuurzonnepaneel aan de oogbol, waardoor er geen dikke draden nodig zijn. Deze zelfaangedreven, draagbare oplossing heeft tot doel licht direct om te zetten in elektrische impulsen die de hersenen interpreteren als visuele stimuli.
Terwijl eerder onderzoek de integratie van zonnecellen onderzocht om het gezichtsvermogen te herstellen, concentreerde Romer zich op halfgeleidermaterialen zoals galliumarsenide en galliumindiumfosfide.
Deze materialen bieden een grotere flexibiliteit bij het afstemmen van eigenschappen vergeleken met conventionele op silicium gebaseerde apparaten. Romer benadrukt dat er hogere spanningen nodig zijn om neuronen te stimuleren, waarvoor het combineren van meerdere zonnecellen nodig is. Het huidige onderzoek bevindt zich in de proof-of-concept-fase en de eerste experimenten tonen de succesvolle plaatsing van twee zonnecellen op een groot oppervlak in het laboratorium aan.
De volgende stap omvat het miniaturiseren van deze cellen tot pixels die geschikt zijn voor zichtherstel, gevolgd door de integratie van extra zonnecellen om de uitgangsspanning te verhogen. Romer voorspelt dat toekomstige iteraties van de technologie ongeveer 2 mm² groot zullen zijn, met een pixelgrootte van ongeveer 50 micrometer. Er blijven echter nog aanzienlijke hindernissen bestaan vóór de klinische implementatie, waaronder uitgebreide laboratorium- en dierproeven.
Bovendien vereisen problemen die verband houden met de intensiteit van zonlicht aanvullende apparaten, zoals een bril of slimme bril, om zonnesignalen te versterken en neuronen op betrouwbare wijze te stimuleren.
Hoewel het vooruitzicht op herstel van het zonnezicht hoop biedt voor mensen met degeneratieve oogziekten, wacht de praktische implementatie ervan op verdere ontwikkeling en zorgvuldige evaluatie. "Opgemerkt moet worden dat zelfs met de efficiëntie van de zonnecellen het zonlicht misschien niet sterk genoeg is om te werken met deze zonnecellen die in het netvlies zijn geïmplanteerd", zei Romer in een verklaring. "Mensen moeten misschien een soort bril of slimme bril dragen die samenwerkt met zonnecellen die het zonnesignaal kunnen versterken tot de noodzakelijke intensiteit die nodig is om op betrouwbare wijze neuronen in het oog te stimuleren", voegde hij eraan toe.
Lees ook: