Os cientistas relatam que desenvolveram e testaram com sucesso a primeira retina artificial ultrafina do mundo que poderia melhorar muito a tecnologia de visualização implantável existente para cegos. O dispositivo flexível, com base em materiais 2-D muito finos, poderia algum dia restaurar a visão de milhões de pessoas com doenças da retina. E com algumas modificações, o dispositivo pode ser usado para monitorar a atividade cardíaca e cerebral.

Os pesquisadores apresentam seus trabalhos hoje no 256º Encontro e Exposição Nacional da American Chemical Society (ACS).

"Esta é a primeira demonstração de que você pode usar algumas camadas de grafeno e dissulfeto de molibdênio para fabricar com sucesso uma retina artificial, "Nanshu Lu, Ph.D., diz. "Embora esta pesquisa ainda esteja em sua infância, é um ponto de partida muito interessante para o uso desses materiais para restaurar a visão, " ela diz, acrescentando que este dispositivo também pode ser implantado em outras partes do corpo para monitorar as atividades cardíacas e cerebrais.

A retina, localizado na parte de trás do olho, contém células fotorreceptoras especializadas chamadas bastonetes e cones que convertem a luz recebida em sinais nervosos. Esses impulsos viajam para o cérebro através do nervo óptico, onde são decodificados em imagens visuais.

Doenças como degeneração macular, retinopatia diabética e retinite pigmentosa podem danificar ou destruir o tecido retinal, levando à perda de visão ou cegueira completa. Não há cura para muitas dessas doenças, mas os implantes retinais à base de silicone restauraram um pouco da visão de alguns indivíduos. Contudo, Lu diz que esses dispositivos são rígidos, plano e frágil, tornando difícil para eles replicar a curvatura natural da retina. Como resultado, Os implantes retinais à base de silicone frequentemente produzem imagens borradas ou distorcidas e podem causar tensão a longo prazo ou danos ao tecido ocular circundante, incluindo o nervo óptico. Lu, que está na Universidade do Texas em Austin, e seu colaborador Dae-Hyeong Kim, Ph.D., que está na Universidade Nacional de Seul, procurou desenvolver um diluente, alternativa mais flexível que imitaria melhor a forma e a função de uma retina natural.

Os pesquisadores usaram materiais 2-D, incluindo grafeno e dissulfeto de molibdênio, bem como finas camadas de ouro, alumina e nitrato de silício para criar um sistema flexível, matriz de sensores curvos e de alta densidade. O dispositivo, que se assemelha à superfície de uma bola de futebol achatada ou icosaedro, adapta-se ao tamanho e formato de uma retina natural sem perturbá-la mecanicamente.

Em estudos de laboratório e animais, os fotodetectores no dispositivo absorviam a luz prontamente e a passavam por uma placa de circuito externa macia. A placa de circuito abrigava todos os componentes eletrônicos necessários para processar a luz digitalmente, estimular a retina e adquirir sinais do córtex visual. Com base nesses estudos, os pesquisadores determinaram que este protótipo de retina artificial é biocompatível e imita com sucesso as características estruturais do olho humano. Eles dizem que pode ser um passo importante na busca para desenvolver a próxima geração de próteses retinais bioeletrônicas flexíveis.

Avançar, Lu está explorando maneiras de integrar esta tecnologia em tatuagens eletrônicas mecanicamente e opticamente imperceptíveis que são laminadas na superfície da pele para reunir informações de saúde em tempo real. Lu diz que a equipe planeja adicionar transistores a essas tatuagens eletrônicas transparentes para ajudar a amplificar os sinais do cérebro ou do coração para que possam ser monitorados e tratados com mais facilidade. Esses sensores e eletrodos ultrafinos também podem ser implantados na superfície do coração para detectar arritmias. Lu diz que os médicos podem programá-los para agirem como pequenos marcapassos, enviar impulsos elétricos através do coração para corrigir o problema.