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segunda-feira, 20 de março de 2017

Engenheiros desenvolvem prótese de retina que gera imagem em alta resolução

Dezenas de milhões de pessoas no mundo sofrem com degeneração da retina. Causada por uma variedade de doenças e fatores, sendo um deles a própria idade, a complicação consiste em danos às células fotorreceptoras localizadas no fundo do olho, responsáveis por detectar a luz ambiente e enviar estímulos visuais ao cérebro. A complicação causa vários níveis de deficiência visual e pode levar à cegueira.

Em busca de soluções para o problema, engenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego (EUA) desenvolveram um protótipo que poderá restaurar a visão de pessoas afetadas por doenças que danificam a retina, como retinite pigmentosa e diabetes. 

O estudo foi publicado na edição recente da revista Journal of Neural Engineering e chama a atenção pelo uso de tecnologias que melhoraram a performance da prótese, quando comparada à das hoje disponíveis. Um dos diferenciais é que ela é capaz de gerar imagens em alta resolução.

Apesar dos avanços observados nas duas últimas décadas no desenvolvimento de próteses retinais, os dispositivos comercializados têm ação limitada. A acuidade é bem abaixo do nível de visão 20/200, considerado o limite legal para a cegueira. 

Além disso, eles dependem de partes externas aos olhos, como óculos munidos de câmeras, para captar as imagens. “Queremos criar uma classe de dispositivos com habilidades drasticamente melhores para ajudar pessoas com a visão prejudicada”, diz Gabriel A. Silva, um dos autores do artigo e professor de bioengenharia e oftalmologia da Universidade da Califórnia.

Duas tecnologias formam a base da nova prótese: estruturas formadas por nanofios de silicone capazes de, ao mesmo tempo, detectar a luz e estimular os neurônios existentes na retina, e um dispositivo que transmite energia e dados para o dispositivo sem fio com velocidade e eficiência energética recordes. 

A prótese forma imagens com uma resolução mais alta porque os nanofios têm uma configuração mais próxima aos fotorreceptores da retina humana. “Para restaurar a visão funcional, é crítico que a interface alcance a resolução e a sensibilidade da retina humana”, afirma Gert Cauwenberghs, também autor do artigo e professor de bioengenharia na instituição norte-americana.

Células estimuladas

Uma das principais diferenças entre o protótipo e as próteses de retina atuais é que ele não requer um sensor de luz externo ao olho para capturar uma cena. Em vez disso, os nanofios de silicone imitam os cones e bastonetes da retina — células sensíveis à luz — para estimular diretamente os neurônios. 

Essa conversão imediata da luz em sinais elétricos, feita no próprio olho, permite que a prótese tenha uma arquitetura muito mais simples.

Uma tecnologia desenvolvida por pesquisadores liderados por Gert fornece energia sem fio para o protótipo de fora do corpo do implante. O dispositivo é altamente eficiente, pois minimiza a perda de energia tanto no processo de transmissão quanto na estimulação da retina. Até 90% da energia transmitida é aproveitada.

A fim de testar o protótipo, os pesquisadores o inseriram embaixo da retina de ratos com degeneração, e a membrana foi conectada a microeletrodos capazes de detectar aumentos na atividade neural. 

Quando expostos a uma combinação de luz e estímulo elétrico, os neurônios encontrados na retina reagiram e se mantiveram neutros na ausência dos dois fatores, comprovando a ativação por luz e energia do dispositivo. 

A intenção da equipe é, no futuro, adaptar a tecnologia para o uso em humanos. No momento, eles realizam mais experimentos com animais, que serão seguidos por testes clínicos.

Com informações do Correio Braziliense

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