Med hjälp av 3D-tryckteknik har forskare från University of Minnesota skapat en mängd fotoreceptorer på ett halvkuliskt underlag. I framtiden kommer tekniken att göra det möjligt att skapa bioniska ögon med 3D-tryckning och återvision till helt blinda människor. I framtiden kommer bioniska ögon, tror forskarna, att funktionellt inte skiljer sig från riktiga. Och i vissa fall överträffar kanske det senare.
Det levande ögat uppfattar ljus tack vare fotoreceptorneuroner belägna på näthinnan, som omvandlar synligt ljus till en elektrisk signal. I modellen skapad på en 3D-skrivare av forskare från University of Minnesota spelar halvledardioder rollen som fotoreceptorneuroner.
Under de senaste åren har ingenjörer aktivt undersökt möjligheten att skapa bioniska ögon. Vissa prototyper som skapats tidigare har framgångsrikt testats på människor, men tillverkningen av sådana proteser är mycket dyr eftersom varje anordning måste monteras bokstavligen för hand. I framtiden kan 3D-tryckteknologier avsevärt sänka kostnaderna och förenkla processen för att skapa sådana implantat, vilket gör dem tillgängliga för ett större antal människor i behov.
I praktiken är det mycket svårt att anordna en serie fotoreseptordioder på en krökt yta. För att lösa problemet har forskare från Minnesota skapat en 3D-skrivare. Innan de tryckte applicerade forskarna ett lager av silver nanopartiklar på den inre ytan av en glashalvkula med hjälp av en skrivare, och sedan på den, lager för lager, byggde de upp en fotoreceptorstruktur av halvledarpolymerbläck utvecklad av dem. Hela processen för att skapa det bioniska ögat tog cirka 1,5 timmar.
Enligt chefen för studien, Michael McAlpin, visade den första prototypen en 25 procents effektivitet när det gäller att konvertera synligt ljus till elektriska signaler, vilket forskare anser är ett mycket bra resultat för de tidiga utvecklingsstadierna.
"Våra 3D-tryckta halvledarfotoreceptorer börjar närma sig effektiviteten hos liknande enheter som tillverkas av befintliga industriella processer," kommenterar McAlpin.
”3D-utskrift gör dessutom att halvledardioder kan placeras på böjda ytor. Annan teknik ger inte en sådan möjlighet."
I framtiden planerar forskare att öka antalet konstgjorda fotoreceptorer som används. Ju fler fotoreceptorer som används, desto effektivare blir omvandlingen av ljus till en elektrisk signal. McAlpin och hans kollegor vill också förbättra trycktekniken för att kunna skapa halvledarmikroanordningar inte på glas, utan på ett mjukt underlag, som i framtiden kan bli grunden för ett framtida implantat.
Kampanjvideo:
Nikolay Khizhnyak
