Les scientifiques rapportent qu'ils ont développé et testé avec succès la première rétine artificielle ultrafine au monde qui pourrait considérablement améliorer la technologie de visualisation implantable existante pour les aveugles. L'appareil souple, à base de matériaux 2D très fins, pourrait un jour rendre la vue aux millions de personnes atteintes de maladies rétiniennes. Et avec quelques modifications, l'appareil pourrait être utilisé pour suivre l'activité cardiaque et cérébrale.

Les chercheurs présentent leurs travaux aujourd'hui à la 256e réunion et exposition nationale de l'American Chemical Society (ACS).

"C'est la première démonstration que vous pouvez utiliser du graphène à quelques couches et du bisulfure de molybdène pour fabriquer avec succès une rétine artificielle, " Nanshu Lu, Doctorat., dit. « Bien que cette recherche en soit encore à ses balbutiements, c'est un point de départ très excitant pour l'utilisation de ces matériaux pour restaurer la vision, " elle dit, ajoutant que cet appareil pourrait également être implanté ailleurs dans le corps pour surveiller les activités cardiaques et cérébrales.

La rétine, situé à l'arrière de l'œil, contient des cellules photoréceptrices spécialisées appelées bâtonnets et cônes qui convertissent la lumière entrante en signaux nerveux. Ces impulsions voyagent dans le cerveau via le nerf optique où elles sont décodées en images visuelles.

Des maladies telles que la dégénérescence maculaire, la rétinopathie diabétique et la rétinite pigmentaire peuvent endommager ou détruire le tissu rétinien, entraînant une perte de vision ou une cécité complète. Il n'y a pas de remède pour beaucoup de ces maladies, mais les implants rétiniens à base de silicium ont restauré un minimum de vision pour certaines personnes. Cependant, Lu dit que ces appareils sont rigides, plat et fragile, ce qui rend difficile pour eux de reproduire la courbure naturelle de la rétine. Par conséquent, les implants rétiniens à base de silicium produisent souvent des images floues ou déformées et peuvent causer des tensions ou des dommages à long terme aux tissus oculaires environnants, y compris le nerf optique. Lou, qui est à l'Université du Texas à Austin, et son collaborateur Dae-Hyeong Kim, Doctorat., qui est à l'Université nationale de Séoul, cherché à développer un plus mince, alternative plus flexible qui imiterait mieux la forme et la fonction d'une rétine naturelle.

Les chercheurs ont utilisé des matériaux 2D, y compris le graphène et le bisulfure de molybdène, ainsi que de fines couches d'or, l'alumine et le nitrate de silicium pour créer un flexible, réseau de capteurs incurvés et haute densité. Le dispositif, qui ressemble à la surface d'un ballon de football aplati ou d'un icosaèdre, épouse la taille et la forme d'une rétine naturelle sans la perturber mécaniquement.

Dans les études en laboratoire et sur les animaux, les photodétecteurs de l'appareil absorbaient facilement la lumière et la faisaient passer à travers une carte de circuit externe souple. La carte de circuit imprimé abritait toute l'électronique nécessaire pour traiter numériquement la lumière, stimuler la rétine et acquérir des signaux du cortex visuel. Sur la base de ces études, les chercheurs ont déterminé que ce prototype de rétine artificielle est biocompatible et imite avec succès les caractéristiques structurelles de l'œil humain. Ils disent que cela pourrait être une étape importante dans la quête pour développer la prochaine génération de prothèses rétiniennes bioélectroniques souples.

Aller de l'avant, Lu explore des moyens d'intégrer cette technologie dans des tatouages ​​​​électroniques mécaniquement et optiquement imperceptibles qui sont stratifiés sur la surface de la peau pour recueillir des informations sur la santé en temps réel. Lu dit que l'équipe prévoit d'ajouter des transistors à ces tatouages ​​électroniques transparents pour aider à amplifier les signaux du cerveau ou du cœur afin qu'ils puissent être plus facilement surveillés et traités. Ces capteurs et électrodes ultrafins peuvent également être implantés à la surface du cœur pour détecter les arythmies. Lu dit que les médecins pourraient potentiellement les programmer pour qu'ils agissent comme de minuscules stimulateurs cardiaques, envoyer des impulsions électriques à travers le cœur pour corriger le problème.