İnovatif göz protezi: Sıvı metal teknolojisi canlı dokulara zarar vermeden görmeyi geri kazandırıyor
Uluslararası bir bilim insanı ekibi tarafından gerçekleştirilen yenilikçi bir bilimsel çalışma sonucunda, özel olarak tasarlanmış esnek bir göz implantı, kör farelerin görme yetilerini geri kazanmalarına ve yakın kızılötesi ışınları algılamalarına yardımcı oldu. Bu yeni cihaz, kızılötesi ışınları elektrik sinyallerine dönüştürerek doğrudan göz sinirlerine iletiyor. Saygın «Nature Electronics» dergisinde yayımlanan bu proje, gelecekte görme yetisini kaybetmiş insanların tedavisinde tamamen yeni ve güvenli bir sayfa açabilir.
Genellikle bazı genetik bozukluklar veya yaşa bağlı ortaya çıkan hastalıklar, gözün fotoreseptörlerinin (yani ışığı algılayan hücrelerinin) ölümüne, dolayısıyla da tam körlüğe neden olur. Bu tür durumlarda gözün diğer hücreleri ve sinir sistemleri sağlıklarını ve beyne sinyal gönderme yeteneklerini korurlar.
Mühendisler uzun yıllardır ölen reseptörlerin yerini alacak mikroakışkan mikroelektronik sistemler geliştirmeye çalışıyorlardı. Ancak önceki nesil protezlerin en büyük sorunu, sert malzemelerden üretilmiş olmalarıydı. Sert elektrotlar, gözün arkasındaki yumuşak dokulara zarar vererek şişmeye ve iltihaplanmaya (enflamasyona) yol açıyordu. Ayrıca normal görünür ışığa tepki veriyorlardı; bu da hastada geriye kalan az miktardaki doğal görme yetisinin bile perdelenmesine neden oluyordu.
Yeni bilimsel çalışmanın yazarları, insan gözünün kullanmadığı, yani çıplak gözle görülemeyen yakın kızılötesi ışınların kullanılmasını önerdiler. Mühendisler, silikon transistörlerden ve ondan çıkan mikroelektrotlardan oluşan çok ince bir film tasarladılar. Göz içindeki temas noktaları (kontaktlar), galyum ve indiyum alaşımından elde edilen sıvı metal kalıplarından yapıldı.
Bu metal alaşımı insan vücudu sıcaklığında sıvı halde bulunur, sıradan iletkenlerden binlerce kat daha yumuşaktır ve gözün biyolojik dokularının esnekliğine son derece yakındır. Elektrik iletkenliğini daha da artırmak için metal sütunların uçları platinle kaplandı ve üzerine sadece kızılötesi ışınları geçiren özel bir filtre yerleştirildi.
Laboratuvar testleri başarıyla tamamlandı
Yeni teknolojinin güvenliği ilk olarak insan pigment hücrelerinin laboratuvar ortamındaki modelinde ve izole edilmiş bir retina üzerinde test edildi. Cihazın canlı dokular için hiçbir toksik (zehirli) etkisinin olmadığı ve gözün nemli ortamına karşı tamamen dayanıklı olduğu tespit edildi.
Ardından yapay retina, üç sağlıklı ve genetik olarak tamamen kör üç farenin gözüne yerleştirildi. Bilim insanları farelerin gözüne kızılötesi ışık tuttuklarında, kör farelerin beynindeki görme merkezinde elektrik impulslarının (uyarılarının) oluştuğu kaydedildi.
Bunun yanı sıra, hayvanların davranışlarını incelemek amacıyla bir deney yapıldı. Fareler, herhangi bir ışık sinyali gördüklerinde özel bir tüpten su yalamak üzere eğitilmişti. Kör fareler, yapay gözün yardımıyla kızılötesi ışınları, tıpkı sağlıklı farelerin normal ışığı görmesi gibi net ve güvenilir bir şekilde algılamayı başardılar.
Gelecek vadeden bir bilim yolu
Araştırmalar sinyalin gözden beyne iletildiğini kanıtlasa da, bilim insanları bu teknolojinin insanlarda tam olarak nasıl bir etki yaratacağını henüz bilmiyorlar. Beyne giden impuls, insan zihninde eksiksiz ve net bir dünya resmi oluşturmak yerine, sadece düzensiz beyaz lekeler şeklinde de algılanabilir. Yani hastanın dünyayı bir termal kamera (termovizyon) formatında görüp görmeyeceği henüz belirsizliğini koruyor.
Yine de, sıvı metallerin tıp alanına entegre edilmesi ve transistörlerin görünmeyen spektrumlarda çalıştırılması, körlüğe karşı mücadelede tıbba yeni bir araç sunuyor. Teknolojiyi insanlarda ve daha büyük hayvanlarda uygulamadan önce mühendisler, cihazın enerji tüketimini büyük ölçüde azaltmayı ve uzun yıllar sürecek testler gerçekleştirmeyi planlıyorlar.
