Degeneração macular relacionada à idade, uma doença que degrada lentamente as células sensíveis à luz na retina, é a principal causa de perda de visão e cegueira entre pessoas com 65 anos ou mais, de acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças. Os médicos não podem evitar essa perda de visão - mas um sistema que substitui células sensíveis à luz projetadas por Daniel Palanker, um professor de oftalmologia, pode aliviar o fardo.

O dispositivo - uma combinação de óculos de processamento de imagem e minúsculos chips de silício implantados na retina - levou mais de uma década para ser fabricado. Embora a resolução do dispositivo ainda não esteja onde seus designers esperam chegar - atualmente a tecnologia só pode atingir a visão 20/200, o que não é suficiente para ler claramente ou dirigir com segurança - um estudo de viabilidade de cinco pacientes foi iniciado em Paris, com um segundo planejado para o final do ano no leste dos Estados Unidos.

"Publicamos o primeiro documento conceitual de como abordaríamos isso há 12 anos, e agora validamos em pacientes humanos basicamente todas as principais suposições que fizemos no caminho, "disse Palanker, que também é o diretor do Laboratório de Física Experimental de Hansen e membro do Stanford Bio-X e do Instituto de Neurociências de Stanford.

Muitos fios

Palanker estava interessado em como os olhos funcionam desde seus estudos de pós-graduação em física aplicada. Até o início dos anos 2000, a maior parte da pesquisa de Palanker se concentrou no uso de lasers em cirurgia ocular.

Então ele aprendeu sobre retinas artificiais, dispositivos auxiliares destinados a tratar pacientes que perderam algumas das células sensíveis à luz em suas retinas devido a doenças como degeneração macular relacionada à idade ou retinite pigmentosa.

Mas as retinas artificiais que estavam em desenvolvimento tinham uma série de desvantagens. Por uma coisa, nenhum deles alcançou uma resolução decente. No momento, a melhor retina artificial correspondia a cerca de 20/1200 visão.

Além disso, a maioria dos dispositivos no início dos anos 2000 precisava de muitos fios. Alguns sistemas implantaram uma câmera diretamente no olho, que exigia fiação elaborada apenas para ligá-lo. Outros dispositivos montaram a câmera em óculos e alimentaram as imagens por meio de um cabo para um conjunto de eletrodos colocado na retina. Todas as opções exigiam invasivo, cirurgia complexa e problemas de manutenção de longo prazo, incluindo o gerenciamento de cabos problemáticos que cruzam a parede do olho, às vezes afetando os cones e bastonetes saudáveis ​​restantes.

Entregando luz

Palanker achou que poderia fazer melhor usando uma abordagem puramente óptica. Como ele imaginou, os pacientes usariam óculos de proteção especiais que converteriam a luz ambiente em imagens infravermelhas normalmente invisíveis e projetariam essas imagens no olho de maneira semelhante aos óculos de realidade aumentada. Células fotovoltaicas - essencialmente minúsculos painéis solares - implantadas sob as partes danificadas da retina captariam as imagens infravermelhas e as converteriam em sinais elétricos, substituindo a função de cones e bastonetes danificados.

"Achei que o olho é um belo sistema ótico, onde a informação e o poder podem ser fornecidos pela luz, e isso eliminaria a necessidade de fios e tornaria a cirurgia muito menos invasiva, "Palanker disse. Além disso, seria mais fácil miniaturizar os sensores fotovoltaicos, melhorando assim a resolução. O dispositivo de Palanker também oferece um benefício adicional:porque os sensores implantados substituiriam apenas cones e bastonetes danificados, os pacientes ainda podiam ver normalmente com as partes de suas retinas que não haviam sido danificadas.

Em 2005, Palanker e seus colegas publicaram um plano de como seu dispositivo funcionaria, e em 2008 eles ganharam uma bolsa de sementes Bio-X para começar a construir um dispositivo e testar essa ideia em roedores.

A próxima fase

Pixium Vision, a empresa que licenciou a prótese retinal fotovoltaica, ou PRIMA, tecnologia em 2013, fabricou um dispositivo para humanos e obteve aprovação para testes clínicos no final de 2017. Os testes clínicos começaram no mês passado, e até agora três pacientes foram implantados com o dispositivo. Essas cirurgias correram bem, Palanker disse, e os pacientes relatam ter visto padrões brancos brilhantes em suas áreas anteriormente danificadas, dentro dos limites de resolução esperados pelos pesquisadores. Testes completos estão sendo realizados para avaliar a qualidade desta visão protética, incluindo como os pacientes podem distinguir várias formas e letras.

Os pesquisadores ainda enfrentam desafios importantes - o mais importante, melhorar ainda mais a resolução. Agora mesmo, pixels em implantes humanos têm 100 micrômetros de tamanho, e os testes demonstraram que pixels de 50 micrômetros também funcionam bem, fornecendo resolução espacial equivalente a cerca de 20/200 visão. Eventualmente, Palanker gostaria de chegar a 20/40 - o que o estado exige para uma carteira de motorista - e o laboratório espera publicar um novo design para alcançar essa resolução ainda este ano, ele disse. Os pesquisadores também estão desenvolvendo melhores maneiras de processar imagens, para que os pacientes possam distinguir objetos mais facilmente.

"Estamos atendendo a uma das maiores necessidades não atendidas em condições de cegueira incuráveis, "Palanker disse." É muito emocionante.