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Organische Pigmente wandeln Licht in Signal um, das Neuronen simuliert © APA (dpa)
Organische Pigmente wandeln Licht in Signal um, das Neuronen simuliert © APA (dpa)

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Künstliche Netzhaut auf Basis organischer Materialien

16.05.2018

Künstliche Netzhäute könnten blinden Menschen zumindest einen Teil ihres Augenlichts zurückgeben. Unter Beteiligung der Universität Linz wurde nun ein neuartiges System auf Basis organischer Farbstoffe entwickelt. Wie die Forscher im Fachjournal "Advanced Materials" berichten, ist es bereits gelungen, damit Neuronen in der Netzhaut von Hühnerembryonen mithilfe von Licht zu stimulieren.

Blinde wieder sehend zu machen, ist ein Traum, der sich bisher nur sehr bedingt erfüllen lässt. Verlieren die lichtempfindlichen Zellen in der Netzhaut ihre Funktionsfähigkeit, können zwar elektronische Bauteile ins Auge eingepflanzt werden, um ihre Rolle zu übernehmen. Mehr als ein grundsätzliches Empfinden für Helligkeit und das Erkennen einfacher Objekte ist damit allerdings noch nicht möglich.

Brauchen eigene Energieversorgung

In der Regel funktionieren derartige Implantate analog zu herkömmlichen Digitalkameras: Ein ins Auge implantierter Siliziumchip wandelt auftreffendes Licht in elektrische Signale um, mit denen in Folge die Nervenzellen stimuliert werden. Ebenfalls analog zu anderen elektronischen Geräten benötigen sie dazu allerdings auch eine eigene Energieversorgung und sind außerdem hart und starr und damit schwer in den menschlichen Körper zu integrieren.

Elektronik auf Basis organischer Materialien, wie sie am Institut für Organische Solarzellen der Universität Linz entwickelt wird, kann dagegen sowohl weich als auch biokompatibel sein. Damit weist sie optimale Voraussetzungen für einen Einsatz im Körper auf. "Organische Solarzellen sind unser Kerngebiet", sagt Institutsleiter Niyazi Serdar Sariciftci, Initiator und Mitautor der aktuellen Studie. "Aber im Grunde macht die Netzhaut genau das gleiche: Sie wandelt Licht in Elektrizität um."

Dem internationalen Forschungsteam ist es nun gelungen, mikroskopische, künstliche Netzhäute herzustellen, die den einzelnen Pixeln einer Kamera entsprechen. Dazu kamen organische Pigmente zum Einsatz, wie sie auch in der Kosmetik oder zum Tätowieren verwendet werden. Die einzelnen Pixel sind etwa hundertmal dünner als eine Zelle und haben einen kleineren Durchmesser als ein menschliches Haar. Werden sie mit Licht bestrahlt, wandeln sie dieses in ein elektrochemisches Signal um, mit dem die Neuronen stimuliert werden können - direkt und ohne zusätzliche Elektronik oder externe Stromversorgung.

Der schwedische Teil der Forschergruppe an der Universität Linköping, der für die Herstellung der künstlichen Netzhaut verantwortlich zeichnet, wurde von Eric Glowacki geleitet. Er ist ein ehemaliger Student Sariciftcis, der erst kürzlich bei ihm promoviert hat und diese Studien in Linz im Rahmen seiner Doktorarbeit begonnen hat. Die Experimente zur Nervenstimulation wiederum wurden an der Universität von Tel Aviv in Israel durchgeführt. Dort gelang es mit der neuen Methode schließlich, lichtunempfindliche Netzhäute von Hühnerembryos zu stimulieren.

Service: http://dx.doi.org/10.1002/adma.201707292

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