Нанотехнологии в медицине: первый жидкий протез сетчатки

Жидкий, биосовместимый и пригодный для микроинъекций, новый протез сетчатки представляет собой водную суспензию фотоактивных наночастиц, которые функционально заменяют фоторецепторы сетчатки, поврежденные дегенеративными заболеваниями и старением.

Исследователи из IIT-Istituto Italiano di Tecnologia (Итальянский технологический институт) привели к революционной разработке искусственного жидкого протеза сетчатки для противодействия таким заболеваниям, как пигментный ретинит и возрастной макулярный покров. дегенерация, которая вызывает прогрессирующую дегенерацию фоторецепторов сетчатки, что приводит к слепоте. Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology

Это исследование представляет собой современный уровень протезирования сетчатки и представляет собой эволюцию планарной модели искусственной сетчатки, разработанной той же командой в 2017 году и основанной на органических полупроводниковых материалах

Искусственная сетчатка «второго поколения» является биомиметической, предлагает высокое пространственное разрешение и состоит из водного компонента, в котором подвешены фотоактивные полимерные наночастицы (размер которых составляет 350 нанометров, то есть около 1/100 диаметра волоса), которые собираются замените поврежденные фоторецепторы.

Результаты экспериментов показывают, что естественная световая стимуляция наночастиц, по сути, вызывает активацию нейронов сетчатки, защищенных от дегенерации, таким образом имитируя функционирование фоторецепторов у здоровых людей.

По сравнению с другими существующими подходами, новый жидкий характер протеза обеспечивает быструю и менее травматичную операцию, которая состоит из микроинъекций наночастиц непосредственно под сетчатку, где они остаются в ловушке и заменяют дегенерированные фоторецепторы; этот метод также обеспечивает повышенную эффективность.

Собранные данные также показывают, что инновационная экспериментальная техника представляет собой действенную альтернативу методам, используемым до сих пор, для восстановления фоторецептивной способности нейронов сетчатки при сохранении их пространственного разрешения, закладывая прочную основу для будущих клинических испытаний на людях. Более того, разработка этих светочувствительных наноматериалов открывает путь к новым приложениям в нейробиологии и медицине.

«Наши экспериментальные результаты подчеркивают потенциальную значимость наноматериалов для разработки протезов сетчатки второго поколения для лечения дегенеративной слепоты сетчатки и представляют собой большой шаг вперед», - прокомментировал Фабио Бенфенати. «Создание жидкого искусственного имплантата сетчатки имеет большой потенциал для обеспечения широкого поля зрения и зрения с высоким разрешением. Заключение фотоактивных полимеров в частицы, которые меньше, чем фоторецепторы, увеличивает активную поверхность взаимодействия с нейронами сетчатки, что позволяет легко покрыть всю поверхность сетчатки и масштабировать фотоактивацию на уровне одного фоторецептора ».

«В этом исследовании мы применили нанотехнологии в медицине», - заключает Гульельмо Ланцани. «В частности, в наших лабораториях мы реализовали полимерные наночастицы, которые ведут себя как крошечные фотоэлектрические элементы, основанные на углероде и водороде, фундаментальных компонентах биохимии жизни. После введения в сетчатку эти наночастицы образуют небольшие агрегаты, размер которых сравним с нейронов, которые эффективно действуют как фоторецепторы ».

«Хирургическая процедура субретинальной инъекции фотоактивных наночастиц является минимально инвазивной и потенциально воспроизводимой с течением времени, в отличие от плоских протезов сетчатки», - добавляет Грация Пертиле, директор операционного отделения офтальмологии в больнице IRCCS Sacro Cuore Don Calabria. «В то же время сохраняются преимущества полимерного протеза, который естественно чувствителен к свету, попадающему в глаз, и не требует очков, фотоаппаратов или внешних источников энергии».

Исследование основано на доклинических моделях, и дальнейшие эксперименты будут иметь фундаментальное значение для того, чтобы сделать методику клиническим лечением таких заболеваний, как пигментный ретинит и возрастная дегенерация желтого пятна.

Источник: www.eurekalert.org

Комментарии: