Công nghệ nano retina - Mang ánh sáng trở lại
| 14/09/2012 12:00 PM
Tia hy vọng mới phục hồi thị lực cho những bệnh nhân bị mù loà do thoái hoá điểm vàng...
Khoảng 25-30 triệu người trên thế giới bị thoái hoá điểm vàng – Age-related Macular Degeneration (AMD), một trong những nguyên nhân chính dẫn tới mù loà khi về già. Nhóm Nano Retina ở Israel đã thông báo về loại mô cấy ghép mới có tên Bio-Retina, một tấm cảm biến hình ảnh siêu nhỏ có thể cấy trực tiếp trên võng mạc. Sẵn sàng được thử nghiệm vào năm 2013, Bio-Retina có thể phục hồi khả năng nhìn cho các bệnh nhân bị AMD một cách nhanh chóng chỉ qua quá trình cấy ghép đơn giản.
Võng mạc – retina – là một lớp mô mỏng bên trong nhãn cầu, giúp chúng ta cảm nhận được ánh sáng. Mô võng mạc bao gồm nhiều lớp, các tế bào cảm nhận hình ảnh (gồm các tế bào hình nón và tế bào hình trụ) được xếp dưới nhiều lớp nơ-ron và hạch, chúng được nối với nhau bởi các synap. Các nơ-ron này truyền tín hiệu hình ảnh qua dây thần kinh thị giác, và các hạch thực hiện các quá trình xử lý đơn giản hơn.
Bệnh AMD xảy ra bởi sự thoái hoá hay tổn thương vùng trung tâm võng mạc, hay còn gọi là “điểm vàng”. Đây là một vùng nhỏ trên võng mạc, chịu trách nhiệm tầm nhìn trung tâm của mỗi người, giúp chúng ta nhìn mọi vật một cách sắc nét. Bệnh AMD phá huỷ khả năng hoạt động của các tế bào hình nón và tế bào hình trụ - các tế bào này giúp chuyển các tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu thần kinh và dẫn truyền đến sợi thần kinh thị giác. Một võng mạc bị ảnh hưởng bởi AMD vẫn có khả năng hoạt động bình thường, các hệ thống dưới võng mạc vẫn còn nguyên chức năng của chúng. Tuy nhiên, khi các tế bào hình nón và hình trụ bị bất hoạt thì sẽ không có tín hiệu được truyền tới não bộ nữa. Những bệnh nhân bị AMD thường vẫn có tầm nhìn ngoại vi, nhưng tầm nhìn trung tâm thì biến mất theo thời gian, và từ đó gây mù loà. Hiện tại vẫn chưa có phương pháp hữu hiệu giúp điều trị triệt để AMD.
Bio-Retina
Nano Retina đã phát triển một loại võng mạc sinh học – Bio-Retina - một microchip 3 x 4 mm được cấy vào trong ổ mắt và gắn chặt với võng mạc bằng những thủ thuật ít xâm lấn. Nó không giúp điều trị AMD, nhưng có thể điều trị chứng mù loà gây ra bởi AMD. Một nhát cắt nhỏ vào mắt sau khi gây tê tại chỗ, miếng Bio-Retina được đưa vào và dính đè lên vị trí điểm vàng đã bị tổn thương.
Bio-Retina sử dụng hệ thống quang học của mắt (bao gồm thấu kính, mống mắt, các cơ co và giãn đồng tử). Nó chứa một hệ thống mạch điện – các cảm biến hình ảnh xếp thành lưới, các điện cực siêu nhỏ và hệ thống mạch điện nhỏ gọn giúp thay thế các cảm biến hình ảnh tự nhiên của mắt; chúng có thể sinh ra và dẫn truyền các tín hiệu hình ảnh qua hệ thống võng mạc vẫn còn nguyên chức năng, qua dây thần kinh thị giác và về não bộ. Bệnh nhân không cần phải tập làm quen với Bio-Retina, các cảm biến hình ảnh có khả năng đo độ sáng tối đi vào trong mắt, từ đó tạo ra tín hiệu thích hợp qua thần kinh thị giác. Trong phần lớn các ca, bệnh nhân có thể nhìn trở lại ngay lập tức. Hiện tại mới chỉ là những hình ảnh đen trắng, tuy nhiên việc nghiên cứu các mô cấy ghép giúp bệnh nhân có thể cảm nhận được màu sắc hiện đã trong tầm tay.
Trong năm tới, lần đầu tiên việc thử nghiệm các mô lưới 24 x 24 pixel (576 cảm biến) sẽ được thực hiện, và sau đó sẽ là 72 x 72 pixel (5184 cảm biến). Để so sánh, mô cấy ghép Argus II Retinal implant hiện đang được sử dụng tại châu Âu chỉ là một lưới 8 x 8 pixel. Bức ảnh dưới đây sẽ cho bạn thấy sự khác biệt khi sử dụng các mô cấy ghép có kích thước khác nhau.
Nhưng rõ ràng là, ngay cả khi ở độ phân giải thấp nhất thiết bị cũng đã cho thấy hiệu quả của nó – ngay cả ở 10 x 10 pixel, một người có thể thấy được sự xuất hiện hay biến mất của một vật thể lớn. Với độ phân giải 24 x 24 pixel của Bio-Retina thế hệ đầu, ta có thể nhận biết được một người đang đội mũ, người đó là nam hay nữ... Và với Bio-Retina thế hệ sau, 72 x 72 pixel, người bệnh như đang xem hình ảnh từ một chiếc ti vi đen trắng vậy.
Có một vấn đề nho nhỏ ở đây. Để thực hiện chức năng phát hiện ánh sáng và truyền kích thích điện tới thần kinh thị giác, chúng ta cần phải có một nguồn điện ổn định. Và tấm Nano Retina đã giải quyết vấn đề này một cách ổn thoả. Mô cấy ghép này được gắn thêm một tấm pin quang điện siêu nhỏ, hướng thẳng ra thấu kính của nhãn cầu. Những người sử dụng mô cấy ghép này sẽ phải đeo một chiếc kính rất thời trang, ngoại trừ một việc chúng được kết hợp với một nguồn phát tia hồng ngoại chiếu thẳng vào mắt. Tia này không gây hại cho mắt bạn, chúng sẽ giúp pin quang điện có được nguồn điện khoảng 3 miliwatts - nguồn điện này thừa đủ cho miếng mô cấy ghép hoạt động. Video dưới đây sẽ cho bạn thấy rõ hơn về Bio-Retina và cách sử dụng chúng trên lâm sàng.
Bị mù sau một quãng đời nhìn tốt sẽ là một trải nghiệm thật tồi tệ, nó không cho con người ta sống trọn vẹn, không cho chúng ta thực hiện những ước muốn cuối cùng trước khi lìa đời. Không có gì tuyệt vời hơn việc tự trải nghiệm thế giới này bằng chính con mắt của mình. Với sự phát triển của khoa học, chúng ta sẽ giúp thế hệ sau này tránh việc phải đối mặt với chúng.