Rogówka to przezroczysta, półkolista struktura w przedniej części oka, która odpowiada za skupianie światła wpadającego do środka. Jej zmętnienie, blizny lub uszkodzenia prowadzą do utraty wzroku, nawet jeśli siatkówka i nerw wzrokowy pozostają zdrowe. To właśnie choroby rogówki należą do najczęstszych przyczyn ślepoty na świecie. Obecnie jedynym skutecznym rozwiązaniem jest przeszczep rogówki od dawcy, ale to metoda z wieloma ograniczeniami. Corocznie wykonuje się ok. 185 tysięcy takich operacji, podczas gdy na całym świecie ponad 12 milionów osób czeka na swoją szansę. Wielu z nich nigdy się jej nie doczeka, a nawet po operacji część pacjentów nadal pozostaje prawnie niewidoma.
Czytaj też: Implant czyta w myślach i zamienia je na słowa. Kobieta przemówiła po 18 latach milczenia
Teraz jednak pojawiła się alternatywa, która nie wymaga ani tkanek dawcy, ani długiego oczekiwania na przeszczep. Międzynarodowy zespół badaczy z firmy Xpanceo w Dubaju i włoskiego start-upu Intra-Ker zaprezentował implant wszczepiany do oka, który zamiast naprawiać rogówkę, całkowicie ją omija. To rozwiązanie przypomina bardziej inżynierię niż klasyczną medycynę: obraz z otoczenia nie przechodzi już przez naturalną soczewkę i rogówkę, lecz jest przechwytywany przez kamerę w inteligentnych okularach i przekazywany bezpośrednio na siatkówkę za pomocą mikroskopijnego wyświetlacza.
Implant, który “oszukuje” oko
W zdrowym oku światło wpada przez rogówkę i soczewkę, skupia się na siatkówce i tam aktywuje fotoreceptory, które przesyłają impulsy nerwowe do mózgu. Kiedy rogówka jest nieprzezroczysta, cały ten proces zostaje przerwany – nawet najlepsza siatkówka nie ma czego rejestrować.
Czytaj też: Pomyśl słowo. Ten implant pomoże je odczytać bezpośrednio z twojego mózgu
Nowy implant traktuje ten problem jako wyzwanie inżynieryjne. Zewnętrzne smart-okulary z wbudowaną kamerą rejestrują obraz otoczenia. Następnie dane wizualne są przesyłane bezprzewodowo do mikrowyświetlacza zamkniętego w szczelnej kapsule, wszczepionej w przednią część oka. Zastosowany ekran ma rozdzielczość 450×450 pikseli i wraz z mikrooptycznym systemem projekcji ma średnicę zaledwie 5,6 mm. Strumień obrazu jest następnie rzutowany bezpośrednio na siatkówkę, z całkowitym pominięciem uszkodzonej rogówki.
Technologia komunikacji i zasilania opiera się na rozwiązaniach opracowanych wcześniej dla inteligentnych soczewek kontaktowych Xpanceo. To oznacza, że cały system można będzie teoretycznie zasilać i sterować bezprzewodowo, bez konieczności stosowania zewnętrznych przewodów czy skomplikowanej aparatury.
Próby wszczepiania urządzeń elektronicznych w przednią część oka prowadzone były już wcześniej, ale kończyły się niepowodzeniem z powodu problemów z bezpieczeństwem, stabilnością oraz integracją materiałów z tkanką oka. Prof. Massimo Busin, prezes i dyrektor generalny Intra-Ker, podkreśla, że nowa metoda opiera się na opatentowanej technologii pozwalającej na precyzyjne i bezpieczne implantowanie uszczelnionych komponentów elektronicznych. Co więcej, procedura chirurgiczna nie jest bardziej skomplikowana niż standardowa operacja rogówki:
Do tej pory implantacja elektroniki w przednim odcinku oka kończyła się fiaskiem. Dzięki naszemu rozwiązaniu można wprowadzić miniaturowe urządzenia w sposób kontrolowany i bezpieczny.
Dr Valentyn Volkov, założyciel Xpanceo, dodaje:
Ponad 12 milionów ludzi oczekuje na przeszczep rogówki. Postrzegamy nasz implant jako początek nowej ery, w której zaawansowana optyka i obliczenia komputerowe mogą wypełnić lukę w opiece okulistycznej.
Pierwsze testy i wyniki
Dowód koncepcji został sprawdzony w laboratorium na modelach oka oraz preparatach pochodzących od dawców. Zarejestrowano wyraźny sygnał wizualny trafiający z mikroekranu do siatkówki, a obraz przekazywany w czasie rzeczywistym można było odczytać na monitorze podłączonym do systemu. To pokazuje, że rozwiązanie faktycznie działa i może zastąpić biologiczną funkcję rogówki.
Pierwsza wersja implantu wykorzystuje szary obraz, jednak w kolejnych etapach planowane jest zwiększenie rozdzielczości i wprowadzenie barwnego wyświetlania. Celem zespołu jest miniaturyzacja całego układu do rozmiaru jeszcze bardziej kompatybilnego z anatomią oka.
Naukowcy zapowiadają, że jeśli prace rozwojowe przebiegną zgodnie z planem, pierwsze próby kliniczne na pacjentach mogą rozpocząć się już w ciągu dwóch lat. Szacowany potencjał rynku dla tej technologii to 50-200 mln dol. rocznie, ale znacznie ważniejszy jest wymiar społeczny: możliwość przywrócenia wzroku tym, którzy dziś nie mają żadnej szansy. Implant nie tylko omija ograniczenia związane z brakiem dawców, lecz także daje nadzieję pacjentom, u których klasyczny przeszczep i tak nie przyniósłby pełnej poprawy.