Sviluppato un impianto retinico più efficace contro la cecità

Immagine: la stessa immagine sembra molto diversa, a seconda di quanti pixel sono disponibili. Credit: Ecole Polytechnique Federale de Lausanne.

I ricercatori dell’EPFL ( Ecole Polytechnique Federale de Lausanne), hanno sviluppato un nuovo tipo di impianto retinico per le persone che sono diventate cieche a causa della perdita delle cellule dei fotorecettori nelle loro retine. L’impianto ripristina parzialmente il loro campo visivo e può migliorare significativamente la qualità della vita dei pazienti.

Trentadue milioni di persone in tutto il mondo sono cieche. Tra i 2 ei 4 milioni devono la loro condizione alla perdita di cellule sensibili alla luce nelle loro retine. Il trattamento più promettente per questo tipo di cecità è un impianto retinico contenente elettrodi che stimolano elettricamente le cellule retiniche . ” Ma gli attuali impianti producono risultati mediocri e chi li indossa è ancora considerato legalmente cieco”, afferma Diego Ghezzi, che detiene la cattedra di Medtronic in Neuroingegneria (LNE) nella Scuola di Ingegneria dell’EPFL.

I ricercatori LNE hanno ideato un impianto wireless all’avanguardia, realizzato con un materiale altamente flessibile e contenente pixel fotovoltaici che forniscono agli utenti un campo visivo con una risoluzione molto migliore.

Questi risultati sono stati recentemente pubblicati su Nature Communications.

Scarsi risultati dagli impianti esistenti

Le protesi retiniche attualmente disponibili consistono in una griglia di elettrodi posizionati direttamente sulla retina. Gli impianti sono collegati a un paio di occhiali e una fotocamera e a un microcomputer portatile. La fotocamera acquisisce immagini che entrano nel campo visivo del paziente e le invia al computer, trasformandole in segnali elettrici che trasmette agli elettrodi. Gli elettrodi stimolano le cellule del ganglio retinico in base ai modelli di luce rilevati nel campo visivo. L’impiantista deve quindi imparare come interpretare le sensazioni visive in arrivo per “vedere” le immagini. Più sono numerosi e dettagliati i modelli, più facile è per chi li indossa riconoscerli.

Una superficie più ampia significa più pixel

L’impianto della EPFL, come gli impianti convenzionali, è composto da una serie di pixel, occhiali e una fotocamera, ma senza fili. Ha anche una superficie più ampia progettata per ampliare il campo visivo e migliorare la qualità dell’immagine. La maggiore dimensione significa anche che più cellule retiniche saranno stimolate dai pixel fotovoltaici. “Questo espanderà il campo visivo”, afferma Laura Ferlauto, scienziata  LNE. “Gli impianti esistenti stimolano solo le cellule al centro della retina“, dice Naïg Chenais, un dottorando del laboratorio, che aggiunge: “Significa anche che possiamo aumentare il numero di pixel fotovoltaici, che renderà più nitide le immagini“.

Vincoli chirurgici

Fino ad ora, la dimensione degli impianti retinici era limitata principalmente dalla lunghezza dell’incisione chirurgica nell’occhio. “Il taglio deve essere il più piccolo possibile per evitare di danneggiare il tessuto”, dice Chenais. Per superare questo ostacolo, i ricercatori hanno scelto di lavorare con un materiale estremamente flessibile. Ciò consente all’impianto di essere ripiegato durante l’intervento chirurgico, pertanto è possibile inserire un impianto più grande senza dover allungare l’incisione. Il materiale è un polimero trasparente non tossico che è già utilizzato in campo medico. “Poiché il polimero è flessibile, l’impianto può piegarsi alla curvatura dell’occhio ed essere maggiormente in contatto con i gangli retinici“, aggiunge Marta Airaghi Leccardi, un altro dottorando in medicina e studente LNE.

Pixel fotovoltaici e nessun filo

I ricercatori sono stati in grado di rendere il loro impianto wireless sostituendo gli elettrodi con i pixel fotovoltaici. A differenza degli elettrodi, i pixel ad energia solare generano autonomamente una corrente elettrica e non richiedono una fonte di energia esterna. Quindi la luce catturata dalla fotocamera non deve più essere trasformata in segnali elettrici . Invece, deve essere ingrandita per poter essere rilevata ed elaborata dai pixel fotovoltaici. “I pixel reagiranno solo a segnali luminosi che soddisfano determinati requisiti in termini di intensità, durata e lunghezza d’onda“, afferma Ferlauto. “La luce naturale da sola non è sufficiente.” Un secondo vantaggio dei pixel fotovoltaici è che occupano meno spazio degli elettrodi”.

Nel primo round di test, il prototipo si è dimostrato non tossico e ha aumentato con successo il campo visivo e l’acutezza visiva. Il prossimo passo sarà la sperimentazione in vivo per esaminare altri fattori come il comportamento dei pixel e la durata dell’innesto. “Sarà anche interessante vedere come gli umani si adattano a questo nuovo modo di vedere, che è diverso dalla nostra visione naturale“, conclude Ferlauto.

Fonte: Nature