Zephyrnet-logo

De eerste vloeibare netvliesprothese

Datum:


29 juni 2020 (Nanowerk Nieuws) Onderzoekers van IIT-Istituto Italiano di Tecnologia (Italiaans Instituut voor Technologie) hebben geleid tot de revolutionaire ontwikkeling van een kunstmatige vloeibare retinale prothese om de effecten van ziekten zoals retinitis pigmentosa en leeftijdsgebonden maculaire degeneratie die de progressieve degeneratie van fotoreceptoren veroorzaken tegen te gaan van het netvlies, resulterend in blindheid. De studie is gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie (“Subretinaal geïnjecteerde halfgeleidende polymere nanodeeltjes redden het gezichtsvermogen in een ratmodel van retinale dystrofie”). Kunstmatige vloeibare retina Fotoactieve nanodeeltjes (in rood) bedekken een membraan van een retinale neuron (kern in blauw). (Afbeelding: M. Bramini, IIT-Istituto Italiano di Tecnologia) Het multidisciplinaire team is samengesteld door onderzoekers van het IIT's Center for Synaptic Neuroscience and Technology in Genua, gecoördineerd door Fabio Benfenati en een team van het IIT's Center for Nano Science and Technology in Milaan gecoördineerd door Guglielmo Lanzani, en het omvat ook de IRCCS Ospedale Sacrocuore Don Calabria in Negrar (Verona) met het team onder leiding van Grazia Pertile, de IRCCS Ospedale Policlinico San Martino in Genua en de CNR in Bologna. Het onderzoek werd ondersteund door Fondazione 13 Marzo Onlus, Fondazione Ra.Mo., Rare Partners srl en Fondazione Cariplo. De studie vertegenwoordigt de stand van de techniek op het gebied van retinale protheses en is een evolutie van het planaire kunstmatige retinale model ontwikkeld door hetzelfde team in 2017 en gebaseerd op organische halfgeleidermaterialen (Natuur materialen 2017, 16: 681-689). Het kunstmatige netvlies van de "tweede generatie" is biomimetisch, biedt een hoge ruimtelijke resolutie en bestaat uit een waterige component waarin fotoactieve polymere nanodeeltjes (met een afmeting van 350 nanometer, dus ongeveer 1/100 van de diameter van een haar) worden opgehangen, vervang de beschadigde fotoreceptoren. De experimentele resultaten tonen aan dat de natuurlijke lichtstimulatie van nanodeeltjes in feite de activering veroorzaakt van retinale neuronen die worden gespaard van degeneratie, waardoor de werking van fotoreceptoren bij gezonde proefpersonen wordt nagebootst. Vergeleken met andere bestaande benaderingen zorgt de nieuwe vloeibare aard van de prothese voor snelle en minder traumatische chirurgie die bestaat uit micro-injecties van nanodeeltjes direct onder het netvlies, waar ze vast blijven zitten en de gedegenereerde fotoreceptoren vervangen; deze methode zorgt ook voor een verhoogde effectiviteit. De verzamelde gegevens tonen ook aan dat de innovatieve experimentele techniek een geldig alternatief vormt voor de methoden die tot nu toe zijn gebruikt om het fotoreceptieve vermogen van retinale neuronen te herstellen met behoud van hun ruimtelijke resolutie, waardoor een solide basis wordt gelegd voor toekomstige klinische onderzoeken bij mensen. Bovendien opent de ontwikkeling van deze lichtgevoelige nanomaterialen de weg naar nieuwe toekomstige toepassingen in neurowetenschappen en geneeskunde. "Onze experimentele resultaten benadrukken de potentiële relevantie van nanomaterialen bij de ontwikkeling van retinale prothesen van de tweede generatie voor de behandeling van degeneratieve netvliesblindheid, en vertegenwoordigen een grote stap voorwaarts", aldus Fabio Benfenati. “De creatie van een vloeibaar kunstmatig retinale implantaat heeft een groot potentieel om een ​​breed gezichtsveld en een hoge resolutie te garanderen. Door de fotoactieve polymeren in deeltjes te omsluiten die kleiner zijn dan de fotoreceptoren, wordt het actieve interactieoppervlak met de retinale neuronen vergroot, kan het hele retinale oppervlak gemakkelijk worden bedekt en kan de fotoactivering worden geschaald op het niveau van een enkele fotoreceptor. " “In dit onderzoek hebben we nanotechnologie toegepast op de geneeskunde”, besluit Guglielmo Lanzani. “Met name in onze labs hebben we polymere nanodeeltjes gerealiseerd die zich gedragen als kleine fotovoltaïsche cellen, gebaseerd op koolstof en waterstof, fundamentele componenten van de biochemie van het leven. Eenmaal geïnjecteerd in het netvlies, vormen deze nanodeeltjes kleine aggregaten waarvan de grootte vergelijkbaar is met die van neuronen, die zich effectief gedragen als fotoreceptoren. " "De chirurgische procedure voor de subretinale injectie van fotoactieve nanodeeltjes is minimaal invasief en potentieel repliceerbaar in de loop van de tijd, in tegenstelling tot vlakke retinale prothesen", voegt Grazia Pertile toe, directeur van de operationele eenheid oftalmologie bij IRCCS Ospedale Sacro Cuore Don Calabria.

Bron: https://feeds.nanowerk.com/~/629125484/0/nanowerk/agwb~The-first-liquid-retina-prosthesis.php

spot_img

Laatste intelligentie

spot_img