Искусственная сетчатка: высокие технологии на службе медицины

Высокие технологии все глубже проникают в самые разнообразные сферы нашей жизни. И одна из областей, где они уже нашли широкое применение, это медицина. В последнее время здесь все чаще стали появляться разработки, призванные заменить человеку его поврежденные органы. Один из самых свежих примеров — искусственная сетчатка глаза, первые операции по вживлению которой были проведены в конце июня.

Разработчиком искусственной кремниевой сетчатки (ASR — Artificial Silicon Retina) является фирма Optobionics, созданная десять лет назад братьями Аланом и Винсентом Чоу (Alan Chow, Vincent Chow). Первый из них офтальмолог, а второй — инженер, за плечами которого работа в таких корпорациях, как AT&T и Honeywell. Толчком к разработке ASR послужила идея Алана каким-то образом стимулировать электрическими импульсами зрительные нервные окончания, остающиеся восприимчивыми у многих людей с нарушенным зрением. Сама концепция искусственной сетчатки родилась у братьев Чоу очень быстро — куда больше времени ушло на ее реализацию в конкретном устройстве.

По словам Алана и Винсента, задача, которую они поставили перед собой, подразделялась на несколько частей и включала не только конструирование самой искусственной сетчатки, но и подбор ее рабочих параметров (чтобы они, в частности, были максимально близки к параметрам реальных органов), обеспечение биологической совместимости с человеческим организмом и т. д.

Первые опытные образцы ASR братья Чоу создали еще в 1990 г.; тогда же начались их испытания на животных, прошедшие весьма успешно. А 28 и 29 июня нынешнего года в медицинском центре Университета Иллинойса (Чикаго) и в Центральной больнице DuPage (Уинфилд) были проведены первые операции по вживлению ASR человеку (об этом сообщалось в новостях на ITC Online). Сейчас пациенты проходят реабилитационный период, а насколько успешной оказалась новая технология, станет ясно приблизительно через полтора месяца.

Итак, что же представляет собой искусственная кремниевая сетчатка? Это микросхема диаметром 2 мм и толщиной 0,025 мм, содержащая приблизительно три с половиной тысячи микроскопических фотодиодов, каждый из которых снабжен собственным стимулирующим электродом. Фотодиоды преобразуют свет в электрические импульсы, выводящиеся на стимулирующие электроды и возбуждающие зрительные нервные окончания. Искусственная сетчатка осуществляет имитацию работы глаза на уровне фоторецепторного слоя. С целью максимального уменьшения размеров микросхема ASR не имеет никакого корпуса. Параллельно с вживлением искусственной сетчатки пациенту устанавливается контактная линза, обеспечивающая фокусировку света именно на нее. Что касается стоимости ASR, то она пока еще не определена.

Необходимо отметить, что интенсивные работы по созданию искусственных органов зрения ведутся во многих исследовательских организациях, и не только в Америке, но и, например, в Германии и Японии. Однако подход, предложенный Optobionics, имеет, по мнению ряда специалистов, несколько существенных преимуществ. Прежде всего это простота конструкции плюс самодостаточность — искусственная кремниевая сетчатка, как несложно понять из ее описания, не требует никаких внешних источников питания.

Какой же эффект будет иметь для пациента вживление ASR? Как говорят ее создатели, программой-минимум для них является то, чтобы человек мог различать темноту и свет. Однако при этом они надеются и на более серьезные результаты, например, на то, что искусственная сетчатка позволит даже видеть очертания отдельных предметов. Насколько оправданны подобные ожидания, станет ясно, как уже отмечалось выше, через несколько недель.

Вариант искусственной кремниевой сетчатки, вживленный нескольким пациентам в конце июня, пока не является окончательным. По словам братьев Чоу, если данные испытания подтвердят ее эффективность, предполагается провести ряд работ по усовершенствованию конструкции ASR — в частности, увеличится ее размер и несколько изменится техника электрической стимуляции нервных окончаний.

Что ж, пожелаем разработчикам успехов и будем ждать дальнейшей информации.