Yeni Nesil Yapay Retinalar
Bilim adamları, görme engelli insanlar için mevcut vücuda yerleştirilebilir görüntüleme teknolojisini önemli ölçüde geliştirebilecek dünyanın ilk ultra ince yapay retinalarını başarılı bir şekilde geliştirip, test ettiklerini bildirdiler. Oldukça ince iki boyutlu (2D) malzemelere dayanan bu esnek cihaz, bir gün, retina hastalıkları olan milyonlarca insanın görme yeteneğini iyileştirebilir. Ayrıca, bu cihaz, birkaç değişiklik sayesinde kalp ve beyin aktivitesini izlemek için kullanılabilir.
Araştırmacılar, çalışmalarını Amerikan Kimya Derneği’nin (ACS), 256. Ulusal Toplantı & Fuar’ında sunacaklar.
Dr. Nanshu Lu, ‘’ Bu, yapay bir retinayı başarılı bir şekilde üretebilmek için az katmanlı grafen ve molibden disülfit kullanabildiğiniz ilk örnektir.’’ diyor. Ayrıca, Dr. Nanshu Lu, ‘’Bu araştırma, hala başlangıç aşamasında olmasına rağmen bu materyallerin görme yetisini iyileştirmek amacıyla kullanımı, oldukça heyecan veri bir başlangıç noktasıdır.’’ diyor ve bu cihazın, kalp ve beyin aktivitelerini izlemek için vücudun başka bir yerine de yerleştirilebileceğini açıklamasına ekliyor.
Gözün arka kısmında bulunan retina, gelen ışığı sinir sinyallerine dönüştüren çubuk ve koni adı verilen özelleşmiş fotoreseptör hücreleri içerir. Bu impulslar, görsel görüntülere dönüştükleri optik sinir aracılığı ile beyne iletilirler.
Sarı nokta hastalığı (maküler dejenerasyon), diyabetik retinopati ve retinitis pigmentoza gibi hastalıklar, görme kaybına ya da tamamen körlüğe yol açabilecek şekilde retina dokusuna zarar verebilir veya tamamen yok edebilir. Bu hastalıkların birçoğu için tedavi mevcut değildir, ancak silisyum bazlı retinal implantlar, bazı bireylerin görme problemlerini bir nebze iyileştirmiştir. Fakat, Lu, bu cihazların, retinanın doğal eğriliğinin (kavis) aynı şekilde elde edilebilmesini zorlaştıracak şekilde sert, düz ve kırılgan olduğunu söylüyor. Bunun bir sonucu olarak, silisyum bazlı retinal implantlar genellikle bulanık veya karmakarışık görüntüler oluşturur ve optik sinir dahil olmak üzere göz dokusu çevresinde uzun süreli gerilime ya da hasara sebep olabilir. Texas Üniversitesi, Austin’de görev yapan Lu ve onun çalışma arkadaşı Seul Ulusal Üniversitesi’nde görevli Dr. Dae-Hyeong Kim, doğal retinanın şeklini ve fonksiyonunu daha iyi taklit edebilecek daha ince ve daha esnek bir alternatif geliştirmek için araştırma yaptılar.
Bu araştırmacılar, esnek, yüksek yoğunluklu ve kavisli algılayıcı (sensör) dizisi oluşturabilmek için ince tabaka altın, alümina ve silisyum nitratın yanında grafen ve molibden disülfit dahil iki boyutlu (2-D) malzemeler kullandılar. Düzleştirilmiş futbol topu ya da yirmi yüzlünün yüzeyine benzeyen bu cihaz, mekanik olarak herhangi bir rahatsızlık vermeksizin doğal retinanın boyutuna ve şekline uygundur.
Laboratuvar ve hayvan çalışmalarında, cihaz üzerindeki fotodetektörler, ışığı kolayca absorbe etmiş ve ışığı, yumuşak harici bir devre kartından geçirmiştir. Bu devre kartı, ışığı dijital olarak işlemek, retinayı uyarmak ve görme merkezinden sinyalleri almak için gerekli tüm elektronik aksamı bulundurmaktaydı. Araştırmacılar, bu çalışmalara dayanarak prototip (model) yapay retinanın biyolojik olarak uyumlu olduğunu ve insan gözünün yapısal özelliklerini başarılı bir şekilde taklit edebildiği gösterdiler. Araştırmacılar, bu durumun, yeni nesil yumuşak biyo-elektronik retina protezlerini geliştirme arayışında öenmli bir adım olabileceğini söylüyorlar.
İleriye dönük olarak, Lu, bu teknolojiyi, gerçek zamanlı sağlık bilgilerini elde edebilmek amacıyla deri yüzeyine yerleştirilen mekanik ve optik olarak algılanmayan elektronik dövmelere entegre etmenin yollarını araştırmaktadır. Lu, araştırma ekibinin, daha kolay izlenilebilir ve işlenebilir olması amacıyla beyinden ve kalpten gelen sinyallerin gücünü arttırmak için bu saydam elektronik dövmelere transistör eklemeyi planladığını söylüyor. Ayrıca, bu ultra ince sensörler ve elektrotlar, düzensiz kalp atışlarını tespit etmek için kalbin yüzeyine implant edilebilir. Lu, doktorların bu cihazları, sorunu düzeltmek için kalbe elektrik impulsları göndererek küçük kalp atış hızını ayarlayan aletler gibi davranabilmesi için potansiyel olarak programlayabileceklerini söylüyor.
Kaynak: phys.org
