Mahasiswa Kembangkan Retina Sintetis

Bahan sintetis dapat menghasilkan sinyal listrik yang merangsang neuron di bagian belakang mata eperti retina asli.

Sebuah terobosan di bidang medis tengah dikembangkan mahasiswa Universitas Oxford, Inggris. Mahasiswa ini mengembangkan sistem retina jaringan lunak dan sintetis.

Temuan ini diharapkan menjadi harapan baru bagi orang dengan gangguan penglihatan. Sebab sampai sekarang, semua penelitian retina buatan hanya menggunakan bahan keras yang kaku.

Penelitian baru, oleh Vanessa Restrepo-Schild, seorang mahasiswa dan peneliti Dphil berusia 24 tahun di departemen kimia, Universitas Oxford adalah yang pertama dan berhasil menggunakan jaringan sintetis biologis. Penelitian ini dikembangkan di lingkungan laboratorium.

Penelitian ini dapat merevolusi industri implan bionik dan pengembangan teknologi baru, kurang invasif yang lebih menyerupai jaringan tubuh manusia, membantu mengobati kondisi mata degeneratif seperti retinitis pigmentosa.

Sama seperti fotografi yang bergantung pada piksel untuk bereaksi terhadap cahaya, penglihatan bergantung pada retina yang melakukan fungsi yang sama.

Retina berada di belakang mata manusia, dan mengandung sel-sel protein yang mengubah cahaya menjadi sinyal-sinyal listrik yang berjalan melalui sistem saraf, memicu respon dari otak, akhirnya membangun gambaran dari pemandangan yang dilihat.

Vanessa Restrepo-Schild memimpin tim dalam pengembangan retina baru berlapis ganda yang sangat mirip dengan proses retina alami manusia.

Replika retina terdiri dari tetesan air lunak (hidrogel) dan protein membran sel biologis. Dirancang seperti kamera, sel bertindak sebagai piksel, mendeteksi dan bereaksi terhadap cahaya untuk membuat gambar skala abu-abu.

Penduduk Kolombia mengatakan: 'Bahan sintetis dapat menghasilkan sinyal listrik, yang merangsang neuron di bagian belakang mata kita seperti retina asli.'

Penelitian yang dipublikasikan dalam jurnal Scientific Reports, menunjukkan bahwa tidak seperti implan retina buatan yang ada, kultur sel dibuat dari bahan alami yang dapat terurai dan tidak mengandung benda asing atau makhluk hidup.

Dengan cara ini implan kurang invasif dibandingkan dengan alat mekanis, dan cenderung tidak memiliki reaksi buruk pada tubuh.

Restrepo-Schild menambahkan: 'Mata manusia sangat sensitif, itulah sebabnya benda asing seperti implan retina logam dapat sangat merusak, menyebabkan peradangan dan / atau ketakutan. Tapi implant sintetik biologis lembut dan berbasis air, jauh lebih ramah terhadap lingkungan mata," kata Schild

Salah satu motivasi di balik penelitian terobosan, Restrepo-Schild adalah keteratrikannya pada tubuh manusia dan ingin membuktikan bahwa teknologi saat ini dapat digunakan untuk mereplikasi fungsi jaringan manusia, tanpa harus benar-benar menggunakan sel hidup.

Meskipun saat ini retina sintetik hanya diuji dalam kondisi laboratorium, Restrepo-Schild ingin membangun karya awalnya dan mengeksplorasi penggunaan potensial dengan jaringan hidup. Langkah selanjutnya ini penting dalam mendemonstrasikan bagaimana materi berfungsi sebagai implan bionik.

Restrepo-Schild telah mengajukan paten untuk teknologi dan fase berikutnya dari pekerjaan yang akan memperluas fungsi replika ini untuk mengenali warna yang berbeda.

Bekerja dengan replika yang jauh lebih besar, tim akan menguji kemampuan material untuk mengenali warna yang berbeda dan bahkan berpotensi pada bentuk dan simbol. Lebih lanjut, penelitian akan diperluas hingga mencakup pengujian hewan dan kemudian serangkaian uji klinis pada manusia. nik/berbagai sumber/E-6

Generasi Baru Retina Buatan

Para ilmuwan melaporkan bahwa mereka telah berhasil mengembangkan dan menguji retina buatan atau tiruan pertama di dunia. Temuan ini bisa sangat membantu dalam meningkatkan teknologi visualisasi implantable yang ada bagi orang tuna netra.

Perangkat fleksibel ini menggunakan bahan bahan 2D yang sangat tipis sebagai bahan dasarnya. Suatu hari nanti, diharapkan perangkat ini dapat mengembalikan penglihatan jutaan orang dengan penyakit retina.

Dengan beberapa modifikasi, perangkat baru yang dikembangkan para ilmuan gabungan ini juga dapat digunakan untuk melacak aktivitas jantung dan otak. Para peneliti mempresentasikan karya mereka pada Pertemuan American Chemical Society (ACS).

"Ini adalah demonstrasi pertama dimana Anda dapat menggunakan beberapa layer graphene dan molybdenum disulfide untuk berhasil membuat retina buatan," kata peneliti Nanshu Lu.

"Meskipun penelitian ini masih dalam tahap awal, ini adalah titik awal yang sangat menarik untuk penggunaan bahan-bahan ini untuk memulihkan penglihatan," Lu menambahkan.

Ia juga mengatakan bahwa bahwa perangkat mereka ini juga bisa ditanamkan di tempat lain di dalam tubuh untuk memantau aktivitas jantung dan otak.

Retina, yang terletak di belakang mata, mengandung sel fotoreseptor khusus yang disebut batang dan kerucut yang mengubah cahaya yang masuk menjadi sinyal saraf. Impuls ini berjalan ke otak melalui saraf optik di mana mereka diterjemahkan ke dalam gambar visual.

Penyakit seperti degenerasi makula, retinopati diabetik dan retinitis pigmentosa dapat merusak atau menghancurkan jaringan retina, yang menyebabkan kehilangan penglihatan atau kebutaan total. Tidak ada obat untuk banyak penyakit ini, tetapi implan retina berbasis silikon telah mengembalikan sedikit penglihatan ke beberapa individu.

Namun, Lu mengatakan implan retina berbasis silikon kaku, datar dan rapuh, membuatnya sulit untuk meniru kelengkungan retina alami. Akibatnya, implan retina berbasis silikon sering menghasilkan gambar buram atau terdistorsi dan dapat menyebabkan ketegangan jangka panjang atau kerusakan pada jaringan mata di sekitarnya, termasuk saraf optik.

Lu, yang juga peneliti di University of Texas di Austin, kemudian mengajak kolaboratornya, Dae-Hyeong Kim dari Seoul National University, mereka berusaha mengembangkan alternatif yang lebih tipis dan lebih fleksibel yang akan lebih baik meniru bentuk dan fungsi dari retina alami.

Para peneliti menggunakan bahan 2D, termasuk graphene dan molybdenum disulfide, serta lapisan tipis emas, alumina dan silikon nitrat untuk membuat array sensor yang fleksibel dengan kepadatan tinggi dan melengkung.

Perangkat, yang menyerupai permukaan bola bola datar atau icosahedron, sesuai dengan ukuran dan bentuk retina alami tanpa mengganggu mekanisnya.

Dalam studi laboratorium dan hewan, photodetektor pada perangkat mudah diserap cahaya dan diteruskan melalui papan sirkuit eksternal yang lembut. Papan sirkuit menampung semua elektronik yang dibutuhkan untuk memproses cahaya secara digital, menstimulasi retina dan memperoleh sinyal dari korteks visual.

Berdasarkan penelitian ini, para peneliti menetapkan bahwa prototipe retina buatan ini biokompatibel dan berhasil meniru fitur struktural mata manusia. Mereka mengatakan itu bisa menjadi langkah penting dalam upaya untuk mengembangkan generasi berikutnya prostesis retina bio-elektronik lunak.

Bergerak ke depan, Lu sedang menjajaki berbagai cara untuk mengintegrasikan teknologi ini ke dalam tato elektronik. Kemudian secara mekanis dan optikal tak terlihat yang dilaminasi pada permukaan kulit untuk mengumpulkan informasi kesehatan secara real-time.

Lu mengatakan bahwa tim berencana untuk menambahkan transistor ke e-tattoo transparan ini untuk membantu memperkuat sinyal dari otak atau jantung sehingga mereka dapat lebih mudah dipantau dan diobati.

Sensor dan elektroda ultrathin ini juga dapat ditanamkan di permukaan jantung untuk mendeteksi aritmia. Lu mengatakan dokter berpotensi memprogram mereka untuk bertindak seperti alat pacu jantung kecil, mengirimkan impuls listrik melalui jantung untuk memperbaiki masalah.

nik/berbagai sumber/E-6