Polscy naukowcy stworzyli coś, co do tej pory wydawało się niemożliwe. Zrobili sztuczną źrenicę, reagującą na światło

Piotr Wasylczyk i opracowana przez jego zespół sztuczna źrenica
Piotr Wasylczyk i opracowana przez jego zespół sztuczna źrenica mat. pras.
Naukowcy z Wydziału Fizyki UW i Wrocławskiego Uniwersytetu Medycznego brali udział w projekcie opracowania tęczówki oka, która będzie potrafiła reagować na światło w taki sam sposób jak naturalna. Dzięki zastosowaniu tzw. inteligentnych materiałów, pod wpływem światła zwęża się, zapewniając odpowiednią ostrość widzenia. Technologia ma jednak wciąż wiele bolączek i wymaga dalszych prac. Nie wiadomo w związku z tym, kiedy trafi do użycia.

Źrenica to tylko niewielki fragment całego oka, ale jej uszkodzenie jest bardzo brzemienne w skutki. Ten naturalny otwór jest chroniony przez tęczówkę przed nadmierną ilością oświetlenia. Tęczówka zwęża i rozszerza powierzchnię źrenicy, decydując de facto o tym, czy będziemy w stanie prawidłowo widzieć.

– Czasami ktoś się rodzi z wadą tęczówki. Dochodzi wówczas do zaburzeń widzenia. Tęczówka współpracując z soczewką przybiera bowiem określony kształt i skupia promienie na plamce żółtej (miejsce na siatkówce oka o największej rozdzielczości widzenia - przyp. red.). Jeżeli mamy uszkodzoną tęczówkę, to światło zaczyna wpadać pod różnymi kątami i przestajemy widzieć wyraźnie. Może to wynikać z wad wrodzonych lub pourazowych, w obu wypadkach zmusza jednak do zastosowania implantów – tłumaczy w rozmowie z INN:Poland Magdalena Władysiuk, prezes stowarzyszenia Central and Eastern European Society of Technology Assessment in Health Care i ekspert od oceny technologii medycznych.
Obecnie okulistyka radzi sobie z ubytkiem tkanki tęczówkowej właśnie poprzez wszczepianie protez. Taki zabieg eliminuje co prawda światłowstręt, ma jednak pewną wadę. Źrenica pozostaje zwężona i nie reaguje na oświetlenie, przez co wciąż widzimy nieostro.

Polska rewolucja?
Zmieni się to za niedługo za sprawą polskich naukowców. Badacze z Warszawy i Wrocławia byli częścią międzynarodowego zespołu ( w skład, którego wchodzili również Finowie i Włosi), pracującego na Politechnice w fińskim Tampere. Właśnie zakończył się pierwszy etap ich badań.

– Historia zaczęła się naszego zainteresowania materiałami, które mogą zmieniać kształt, kiedy się je oświetli. Zajmowaliśmy się tym we Włoszech, potem przywiozłem tę technologię do Warszawy – wspomina Piotr Wasylczyk, jeden z uczestników grupy badawczej. Jakiś czas temu polski zespół stworzył w oparciu o nią robota-gąsienicę, o którym pisaliśmy w tym miejscu. – Zrobiło się o nim głośno. Odezwał się do mnie doktor Radosław Kaczmarek, chirurga z Kliniki Ocznej Wrocławskiego Uniwersytetu Medycznego. Stwierdził, że to świetny materiał na zrobienie sztucznej źrenicy – dodaje.

Dzięki wykorzystaniu ciekłokrystalicznych elastomerów, czyli tzw. inteligentnych materiałów, udało się stworzyć model, który pod wpływem światła otwiera i zamyka cząsteczki, zwężając i rozszerzając w ten sposób źrenicę.

– Wyobraźmy sobie, że mamy przed oczami długie cząsteczki, przypominające kształtem ołówek. Potrafimy je ustawić w folii, tak by wszystkie były skierowane w tę samą stronę. W przypadku źrenicy – w coraz większe okręgi. Ten materiał polimeryzujemy tj. sprawiamy, że łączy się w długie łańcuchy. Po oświetleniu absorbuje światło i się ogrzewa. Wówczas całe to uporządkowanie się niszczy – cząsteczki zaczynają wyginać się w różne strony. Ustawiając je na początku w zaplanowany sposób jesteśmy w stanie to przewidzieć, możemy programować zmiany kształtu – opowiada Wasylczyk.

– To wygląda bardzo obiecująco – komentuje Władysiuk. Zauważa jednak, że prototyp nie jest jednak pozbawiony wad. Jak widać na poniższym filmiku model w stanie „otwartym” będzie wyraźnie odstawał od powierzchni oka.
– To wciąż dość wczesny etap. Naukowcy wytworzyli model in vitro ( w warunkach laboratoryjnych - przyp. red.), pytanie na ile będzie w stanie się sprawdzić jako in vivo (po implementacji do organizmu – przyp. red.). Jaki będzie miał kształt i wielkość? Pytanie również w jaki sposób będzie wszczepiany do oka. Jeżeli uda im się jednak zbudować model, który będzie się odpowiednio poruszał, może być to szansa dla ludzi, którzy mają mocno uszkodzone tęczówki – dodaje.

Jak umieścić model w oku?
Piętrzące się przed wynalazkiem problemy dostrzega również polski badacz.
– Doktor Kaczmarek sugerował, że materiał mógłby się odkształcać w drugą stronę tj. w kierunku dna oka. Wykonanie czegoś takiego, to jednak bardzo skomplikowana sprawa, na którą nie jesteśmy w tej chwili gotowi – przyznaje Wasylczyk. Dodaje również, że jego zespół musi uporać się z poziomem natężenia światła jakie jest potrzebne, by aktywować elastomery. Na razie udało się zejść z poziomu naświetlania laserowego do natężeń rzędu światła słonecznego. Prawdziwa źrenica reaguje jednak nawet na najmniejsze wahania.

– Materiał ma również skończoną trwałość. Na jednym modelu możemy wykonać około 1000 cykli – dorzuca Wasylczyk. Na pocieszenie opowiada jednak, że sam materiał jest bardzo tani – to koszt "bliski zeru". Jeżeli uda się więc uporać ze wspomnianymi bolączkami istnieje szansa, że końcowy produkt będzie cenowo dostępny dla wszystkich.

Bez względu na dalsze losy prac, odkrycie będzie można jednak wykorzystać nie tylko w leczeniu wzroku. – Fotoczułe mechanizmy będzie można wykorzystać np. w diagnostyce – zauważa Władysiuk. Twórcy dodają, że powinny znaleźć zastosowanie także w robotyce i fotonice.

POLUB NAS NA FACEBOOKU

Trwa ładowanie komentarzy...