Solarbetriebenes Implantat soll die Sehkraft wiederherstellen

Netzhaut wird mit Neurotransmittern besprüht

Ein Implantat, das Chemikalien auf die Rückseite des Auges sprüht, klingt auf den ersten Blick ziemlich gewagt. Ein solarbetriebener Chip, der die Zellen der Netzhaut stimuliert, in dem er sie mit Neurotransmittern besprüht, könnte jedoch blinden Menschen die Sehkraft wieder zurückgeben. Anders als andere derzeit in Entwicklung befindliche Implantate, die eine elektrische Ladung direkt auf die Netzhautzellen anwenden, verursacht das von Laxman Saggere von der University of Illinois entwickelte Implantat keine Erwärmung der Zellen. Zusätzlich wird nur sehr wenig Energie verbraucht, so dass externe Batterien nicht erforderlich sind.

Die Netzhaut, die die Rücksite und die Seiten des Augapfels bedeckt, enthält Sehzellen, die als Reaktion auf Licht Signal gebende Chemikalien, die so genannten Neurotransmitter freisetzen. Die Neurotransmitter gehen in die Nervenzellen auf dem oberen Teil der Sehzellen ein, von wo die Signale über eine Reihe von elektrische und chemische Reaktionen an das Gehirn weitergeleitet werden. Bei Menschen mit Erkrankungen der Netzhaut wie altersabhängiger Makuladegeneration oder Retinitis pigmentosa werden diese Sehzellen beschädigt. In letzter Konsequenz kommt es zu einer Erblindung der Patienten.

Im vergangenen Jahr präsentierte der Techniker Laxman Saggere Pläne für ein Implantat, das diese beschädigten Sehzellen durch einen Satz Neurotransmitterpumpen ersetzen würde, die auf Lichtreize reagieren. Jetzt ist es Saggere gelungen, einen entscheidenden Bestandteil zu realisieren. Dabei handelt es sich um einen solarbetriebenen Aktuator, der sich als Reaktion auf das mit geringer Helligkeit auf die Netzhaut einfallende Licht biegt. Mehrfach-Aktuatoren auf einem einzelnen Chip erfassen die Details eines Bildes, das auf der Netzhaut scharf gestellt ist und ermöglichen, dass einige Bildpunkte an das Gehirn weitergegeben werden.

Der Prototyp des Aktuators besteht aus einer beweglichen Siliziumscheibe mit einem Durchmesser von rund 1,5 Millimetern und einer Dicke von 15 Mikrometer. Wenn das Licht auf eine Solarzelle aus Silizium trifft, die sich in der Nähe der Scheibe befindet, produziert sie eine elektrische Spannung. Die Solarzelle ist mit einer Schicht aus piezoelektrischem Material bestehend aus Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) verbunden, das seine Gestalt in Reaktion auf die Spannung verändert und hinunter auf die Silikonscheibe drückt. In Zukunft wird sich laut New Scientist ein Behälter unter der Scheibe befinden. Der beschriebene Vorgang wird dann die Freisetzung der Neurotransmitter auf die Zellen der Netzhaut einleiten.