Loại thiết bị cấy võng mạc mỏng hơn 100 lần neuron thần kinh có tiềm năng xóa bỏ bệnh mù lòa

Một loại thiết bị cấy võng mạc hoàn toàn mới, làm từ sắc tố hữu cơ và vàng, một ngày nào đó có thể phục hồi lại thị lực bình thường. Đó là kết quả của một nghiên cứu mới được công bố gần đây.

Đây là một loại thiết bị có cấu trúc dạng tấm mỏng, với nguyên liệu chính là một loại sắc tố tinh thể hữu cơ, được sử dụng khá phổ biến trong in ấn, thẩm mỹ, cũng như các dịch vụ xăm mình. Trong loại thiết bị này, các sắc tố này được bố trí theo một trình tự nhất định, và nhờ đó, cấu trúc tinh thể có thể hấp thụ ánh sáng và chuyển nó thành các tín hiệu điện học - tương tự với cách các thụ thể sắc tố nằm trong võng mạc tạo ra những gì chúng ta vẫn nhìn thấy.

Loại thiết bị này hứa hẹn sẽ khôi phục lại thị lực cho hàng triệu người mắc các bệnh lý như viêm võng mạc sắc tố, hoặc các bệnh lý thoái hóa liên quan đến tuổi. Đây là nguyên nhân hàng đầu gây ra tình trạng mù lòa ở người già.

Trong những bệnh lý này, các tế bào thụ cảm sắc tố bị tổn thương và mất chức năng, nhưng các nơron khác tham gia vào quá trình vận chuyển tín hiệu điện học vẫn hoạt động bình thường. Do đó, trên lý thuyết, chúng ta hoàn toàn có thể bỏ qua các thụ cảm sắc tố này và kích thích trực tiếp vào chuỗi nơron phía sau.

Đây hoàn toàn không phải là một ý tưởng mới. Đã có những thiết bị cấy võng mạc khác từng được thử nghiệm trên người, hoặc đã xuất hiện trên thị trường. Chúng sử dụng các camera ngoài, có nhiệm vụ dẫn truyền các tín hiệu điện học từ các điện cực đặt trên võng mạc, đồng thời sử dụng năng lượng từ nguồn điện được cấy đằng sau tai. Điều làm nên sự khác biệt ở loại thiết bị mới này nằm ở đặc tính không dây, đồng thờisử dụng các thành phần hữu cơ, thay vì các vật liệu từ silicon, do đó, nó ít khả năng bị cơ thể đào thải hơn.

Thêm vào đó, thiết bị này được thiết kế cực kỳ mỏng - đây chính là yếu tố bắt buộc phải có cho bất cứ thiết bị nào cấy vào những mô rất mềm mỏng và dễ tổn thương ở mắt và võng mạc. Với kích thước chỉ 80 nano mét, nó mỏng hơn gấp 100 lần so với kích thước của một nơron, và mỏng hơn gấp 500 lần so với bất cứ thiết bị silicon cấy võng mạc nào đã từng xuất hiện.

Nhóm nghiên cứu cũng gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình thiết kế ra thiết bị này. Với kích thước siêu mỏng, rất khó để thiết bị này có thể tự sản sinh năng lượng nhằm hoặc hóa các nơron. Đồng thời, việc tìm ra cách phối hợp các sắc tố nhằm tối ưu hóa việc hấp thụ ánh sáng cũng là một bài toán khó giải. Và họ đã giải quyết vấn đề trên bằng cách đặt hai lớp sắc tố khác nhau lên trên một lớp vàng nguyên chất. Khi hỗn hợp này tiếp xúc với ánh sáng, các electron sẽ tích lũy dần trên đỉnh, sau đó, điện tích dương sẽ đi từ trên xuống dưới và tích điện cho lớp vàng ở dưới cùng. Khi đặt vào môi trường muối sinh lý - môi trường tương tự như ở võng mạc, thiết bị này đã sản sinh ra điện trường và các tín hiệu điện học này đã được tiếp nhận bởi các nơron ở xung quanh.

Thiết bị này đã đạt được thành công khi thử nghiệm trên đối tượng phôi thai gà. Bước tiếp theo của thử nghiệm sẽ được tiến hành trên đối tượng là thỏ. Thỏ vốn chỉ có những thụ thể ánh sáng với màu xanh dương và xanh lá cây, do đó chúng không thể nhìn thấy màu đỏ. Nếu thành công trong việc cấy loại thiết bị này vào võng mạc thỏ, các nhà nghiên cứu sẽ thấy được đáp ứng của thỏ trên các kết quả chụp cộng hưởng từ chức năng. Nói cách khác, chúng sẽ nhìn thấy màu đỏ - màu sắc trước đây chưa loài thỏ nào từng được nhìn thấy.

Tham khảo: Livescience