Prótesis oculares: tipos, características de uso y reglas de cuidado. Ojo biónico: sistema visual artificial
Aclaremos de inmediato: no estamos hablando de una copia completa del órgano de la visión, que reemplaza al ojo ciego. A diferencia de, por ejemplo, una prótesis de brazo o pierna, que externamente reproduce con precisión la parte del cuerpo perdida. Un “ojo artificial” es un diseño que consta de gafas, una minicámara, un convertidor de señal de vídeo que se fija al cinturón y un chip implantado en la retina. Estas soluciones, que combinan seres vivos y no vivos, biología y tecnología, se denominan científicamente biónicas.
El primer propietario de un ojo biónico en Rusia tenía 59 años fresador Grigory Ulyanov de Cheliábinsk.
"Nuestro paciente es el número 41 en el mundo sometido a una operación de este tipo", explicó AiF. Ministra de Salud, Veronika Skvortsova. - Vio hasta los 35 años. Luego, la visión comenzó a estrecharse desde la periferia hacia el centro y desapareció por completo a la edad de 39 años. Entonces este tecnología interesante permite a una persona regresar de la oscuridad. Se coloca un chip en la retina, que crea una imagen digital de la imagen transformando la imagen grabada por la cámara de video de las gafas a través de un convertidor especial. Esta imagen digital se transmite a través del nervio óptico conservado hasta la corteza cerebral. Lo más importante es que el cerebro reconozca estas señales. Por supuesto, la visión no se recupera al 100%. Dado que el procesador implantado en la retina tiene sólo 60 electrodos (algo así como los píxeles de las pantallas, en comparación: los teléfonos inteligentes modernos tienen una resolución de 500 a 2000 píxeles - Ed.), la imagen parece más primitiva. Es blanco y negro y se compone de formas geométricas. Digamos que un paciente así ve la puerta. carta negra"PAG". Sin embargo, esto es mucho mejor que la primera versión del dispositivo con 30 electrodos permitidos.
Por supuesto, el paciente requiere rehabilitación a largo plazo. Necesita que le enseñen a comprender imágenes visuales. Gregory es muy optimista. Tan pronto como se conectó el analizador, vio inmediatamente puntos de luz y comenzó a contar el número de bombillas en el techo. Realmente esperamos que su cerebro conserve las antiguas imágenes visuales, porque el paciente ya perdió la visión en edad madura. Influyendo en el cerebro con especial programas de rehabilitación, puedes obligarlo a “conectar” esos símbolos que ahora recibe con las imágenes que están almacenadas en la memoria desde el momento en que la persona vio”.
¿Todos verán la luz?
Esta es la primera experiencia de este tipo en nuestro país. Realizó la operación Director del Centro de Investigación de Oftalmología de la Universidad Médica de Investigación Nacional de Rusia que lleva su nombre. Hristo, cirujano oftalmólogo de Pirogova 
Takhchidi. “El paciente ahora está en casa, se siente bien y vio por primera vez a su nieta”, dice el profesor Kh. Takhchidi. - Su entrenamiento avanza a un ritmo acelerado. Los ingenieros de EE. UU., que vinieron a conectar la electrónica un par de semanas después de la operación, se sorprendieron de lo rápido que dominaron el funcionamiento del sistema. Este persona increíble, decidido a ganar. Y su optimismo se transmite a los médicos. Hay varios programas de formación. Ahora está aprendiendo a cuidarse a sí mismo en la vida cotidiana: cocinar, limpiar. El siguiente paso es dominar las rutas más necesarias: a la tienda, farmacia. A continuación, aprenda a ver claramente los límites de los objetos, por ejemplo, un camino peatonal. La aparición de una mejor tecnología y, por tanto, de una mejor restauración de la visión, está a la vuelta de la esquina. Recuerda como eras Celulares Hace 10-15 años y cómo son ahora. Lo principal es que el paciente esté socialmente rehabilitado. Puede servirse a sí mismo."
Es cierto que por ahora sólo podemos estar orgullosos de la actuación virtuosa. Toda la tecnología, así como el diseño, son importados. No es barato. Sólo el dispositivo cuesta 160.000 dólares y toda la tecnología 1,5 millones de dólares, pero se espera que pronto aparezcan dispositivos domésticos.
“Comenzamos a desarrollar un implante de retina junto con el Primer Estado de San Petersburgo. Universidad Medica a ellos. Pavlova. Por supuesto, serán más baratos y más accesibles para los pacientes que los importados”, aseguró AiF. Oftalmólogo jefe del Ministerio de Salud, director del Instituto de Investigación de Enfermedades Oculares que lleva su nombre. Helmholtz Vladimir Neroev.
Mientras tanto, la dirección biónica en Rusia se está desarrollando activamente en otras áreas. En particular, al crear prótesis biónicas de brazos y piernas. Otra aplicación de la biónica son los dispositivos de restauración de la audición. "El primer implante coclear se realizó en Rusia hace 10 años", afirma Veronika Skvortsova. - Ahora fabricamos más de mil al año y estamos entre los tres primeros del mundo. Todos los recién nacidos se someten a un examen audiológico. Si hay ciertos Daño irreversible audiencia, la implantación se realiza sin cola. Los niños se desarrollan igual que los niños oyentes, aprenden a hablar normalmente y no se quedan atrás en el desarrollo”.
Un equipo internacional de científicos de la Universidad de Cardiff y la Universidad de Osaka ha logrado cultivar tejido ocular multicapa a partir de células madre humanas. El "ojo" artificial se trasplantó a conejos, a los que se indujo artificialmente a quedar ciegos desde la córnea. El trasplante ayudó a restaurar la visión de los animales.
Francamente, se trata de una sensación cuyo significado no se puede subestimar: la capacidad de ver ha sido devuelta a un ciego. Trasplantamos riñones, hígado, pulmones. Hemos perdido la cuenta del número de corazones que se han trasplantado. Y ahora el trasplante ha ayudado a restaurar la visión de los animales.
Anteriormente, los científicos ya podían cultivar condiciones de laboratorio retina y córnea. Sin embargo, ahora han podido crear más Estructura compleja: El tejido “adaptado” por los investigadores a partir de células madre está formado por el cristalino, la córnea y la conjuntiva. Las fuentes de diferentes tejidos son las células epiteliales de la córnea que se diferenciaron durante el cultivo.
Los autores, dirigidos por Andrew Quantock, creen que los experimentos exitosos con animales indican que el tejido ocular cultivado artificialmente ayudará a hacer frente a la ceguera en los humanos. ¿Entonces es sólo cuestión de tiempo? Pero ¿cuánto tiempo esperarán aquellos que hoy no pueden ver? ¿Año? ¿Décadas? La pregunta también es para los especialistas, no sólo en el campo de la oftalmología, sino también en la medicina relacionada, y no sólo en la medicina. Ésta es una situación muy paradójica. Sin corazón no hay vida. Si falla, se puede sustituir por uno de donante. Puedes vivir sin ojos. ¿Qué tal reemplazar?...
Infografía "RG" / Mikhail Shilov / Leonid Kuleshov
un comentario
Mijaíl Konovalov, director clínica de oftalmología, doctor Ciencias Médicas, Profesor
Los logros de nuestros colegas extranjeros son un gran paso adelante en el desarrollo de la trasplantología. Digamos que ahora la mayoría de las veces existe la necesidad de un trasplante de córnea. No siempre es posible realizarlo a tiempo debido a la constante escasez órganos donados, córnea de donante, en particular. El problema del trasplante de lentes artificiales se ha resuelto en más del 80 por ciento. En el futuro, será posible trasplantar una lente que tenga las propiedades de su propia lente: será elástica y cambiará su curvatura dependiendo de hacia dónde mire la persona. Si bien esto se logra mediante complejos sistema especial. Ahora es posible desarrollar capas individuales de la retina, que principalmente sufre con la edad, con anomalías congénitas. Nuestros colegas informan sobre el crecimiento de algunos tejidos oculares: córnea, conjuntiva, cristalino. Este es el segmento anterior del ojo. Y hablar de crear un ojo artificial es, por decirlo suavemente, incorrecto. Todavía no es posible cultivarlo a partir de células madre.
El ojo es un órgano complejo, formado por diferentes tejidos. Incluidos los nerviosos. Y hoy en día al nivel ciencia moderna y la medicina es el principal problema no resuelto. Una persona pierde la visión debido a fallas nerviosas. Esta es la principal causa de ceguera permanente. El nervio óptico es el vínculo de conexión entre el ojo (dispositivo receptor), que transmite información a través de vías visuales en el cerebro. Y el principal problema del trasplante de ojos es acoplar fibras nerviosas. Aprender, quizás con la ayuda de las mismas células madre, nuevas tecnologías, para crecer tejido nervioso ojos. Entonces podremos ayudar radicalmente a quienes están condenados a la ceguera.
Según documentos históricos, existe evidencia de que las prótesis oculares comenzaron a crearse en Antiguo Egipto. Para las momias estaban hechas de oro, cubiertas con un patrón de esmalte. La primera prótesis ocular apareció en el siglo XVIII y apariencia Se diferenciaba poco del moderno.
Creación de una prótesis de ojo vidente.
Primero ojo artificial, que permite percibir la luz, fue creado en Japón. No sólo una prótesis de vidrio, sino todo el sistema Elementos semiconductores, una matriz delgada que proyecta una imagen sobre una retina artificial y transmite impulsos al cerebro.
Una persona recibe toda la percepción del mundo circundante a través del cerebro, donde se reciben impulsos con imágenes a través de La luz ingresa a la retina artificial, creando un voltaje eléctrico, se envía una señal al cerebro y se forma una imagen visual tridimensional y en color.
La creación del vidente es un trabajo en progreso. La potencia de la señal mejora y aumenta, y el tamaño del chip se reduce en consecuencia. Pero incluso en esta etapa de desarrollo, se han obtenido resultados que permiten a una persona ciega distinguir objetos tridimensionales a corta distancia.
Prótesis oculares
Una persona que ha perdido su órgano de visión experimenta no solo física, sino también Trauma psicólogico. Por eso es tan importante realizar las prótesis correctamente.
La medicina moderna ofrece dos tipos: artificial y plástica. Las dentaduras postizas se utilizan en casos de pérdida total. globo ocular, o su subatrofia (reducción importante de tamaño), cuando se coloca una prótesis plástica muy fina, también llamada corona.
Las dentaduras postizas están hechas de vidrio y plástico. A pesar de que los productos de vidrio son más pesados y menos prácticos debido a la fragilidad del material, tienen una ventaja importante: parecen más vivos. Cuando se humedece con lágrimas aparece un brillo natural. Las dentaduras postizas de plástico son más prácticas. No se rompen, son más ligeros y prácticamente no se sienten en la cavidad. Pero cuando uso a largo plazo Si se manipula con descuido, el plástico se raya y su superficie se vuelve opaca. Para mantener la prótesis en buen estado Puedes usar lágrimas artificiales: gotas para los ojos.
Las prótesis pueden ser estándar y seleccionadas por un oftalmólogo o fabricadas según orden individual cuando el artista reproduce copia exacta ojo sano.
Cuidando la cavidad conjuntival y la prótesis.
Después de una prótesis exitosa, es necesario cumplir con ciertas reglas para el cuidado de la prótesis y su cavidad.
Durante la primera vez después de la cirugía, la presión que ejerce el ojo artificial sobre la conjuntiva provoca dolor e irritación. Pero a pesar de esto, conviene usarlo constantemente para que la cavidad quede bien formada.
Se recomienda retirarlo de la cavidad únicamente para enjuagar y liberar la mucosa de la secreción acumulada, para evitar la inflamación. Hasta que se forme la cavidad, es mejor realizar el procedimiento dos veces al día.
Después de retirar la prótesis, se debe lavar la conjuntiva. agua hervida y libre de secreción. Luego cae en la cavidad conjuntival. gotas para los ojos: solución al 2% ácido bórico o solución de cloranfenicol al 0,25%.
La prótesis también se lava con agua hervida. Después de lo cual se puede lavar con una solución acuosa de clorhexidina al 0,05%.
¿Cómo quitar e insertar una prótesis?
Es necesario retirar la prótesis de la cavidad sentado en una mesa cubierta con un material suave para que no se rompa ni se raye. Retire con cuidado el párpado inferior, haga palanca en el ojo artificial con una varilla de vidrio y sáquelo de la cavidad.
La prótesis debe insertarse de modo que la muesca corresponda a la esquina interior. párpado superior. En primer lugar, la prótesis se inserta debajo párpado superior, luego por el de abajo.
lágrima artificial
Cuando se utiliza una prótesis de plástico, la cavidad conjuntival debe humedecerse periódicamente, ya que se produce una mala humectación y la mucosa se seca, lo que provoca sensaciones desagradables, dolor y sensación de arena.
Las mejores gotas para los ojos para este fin son las lágrimas artificiales. Este medicamento se usa para hidratar las membranas del ojo y es un líquido transparente viscoso.
El medicamento tiene un efecto protector, suavizante e hidratante. Cuando micropartículas de desechos entran accidentalmente en la cavidad protésica, la fricción de la prótesis contra la membrana mucosa aumenta y provoca malestar. El uso de lágrimas artificiales para los ojos puede evitar estos problemas.
Lentes intraoculares (LIO)
Las lesiones que provocan la pérdida de la visión pueden provocar otras complicaciones. Si la lente está dañada, se debe quitar. Si la condición del ojo lo permite, se implanta una LIO después del tratamiento.
Al reemplazar uno dañado por lente artificial ojos, su precio dependerá del tipo de lente y del fabricante. carrera de despegue política de precios oscila entre 15.000 y 84.000 rublos.
El uso de las últimas tecnologías mediante lentes artificiales y prótesis oculares permitirá a las personas que han perdido la vista volver a sentir la alegría de vivir y hacer lo que aman. Cuida tus ojos y mantente saludable.
En nuestro artículo de hoy:
Nueva tecnología llamado biónico permitió a los pacientes con retinitis pigmentosa restaurar algunos de sus campos visuales. Esto hizo posible que las personas distinguieran objetos e incluso leyeran títulos de texto, pero todavía no podían moverse tranquilamente por la calle.
Los científicos de la Universidad de California están trabajando para mejorar esta tecnología, que permite que células específicas de la retina conviertan la luz en actividad eléctrica. El estudio fue publicado en la revista Neuron.
La retina consta de varias capas de células. La primera capa contiene fotorreceptores que detectan la luz y la convierten en señales eléctricas. La retinitis pigmentosa produce una disminución de la función de estas células.
Se están desarrollando varios tipos de prótesis de retina. Argus II es el más famoso de estos dispositivos. En Estados Unidos, fue aprobado para el tratamiento de la retinitis pigmentosa en 2013. Consiste en una cámara montada en la montura de las gafas que transmite señales de radio a una red de electrodos implantados en la retina. Los electrodos estimulan las células ganglionares de la retina y muestran a la persona lo que está captando la cámara.
“Este es un tremendo éxito en el tratamiento y una nueva oportunidad para los pacientes con retinitis pigmentosa. Por otro lado, la visión biónica todavía está lejos de ser natural”, explica el profesor E.J. chichilnisky
Las tecnologías actuales carecen de especificidad o fidelidad. Aunque la mayor parte del procesamiento visual ocurre en el cerebro, parte de él lo llevan a cabo las células ganglionares de la retina, de las cuales hay entre 1 y 1,5 millones de células en cada ojo. La visión natural, que nos permite obtener información más detallada sobre la forma, el color, la profundidad y el movimiento, requiere la activación de determinadas células de la retina en el momento adecuado.
Los científicos centraron sus esfuerzos en un tipo de célula ganglionar de la retina llamada células paraguas. Estas células son muy importantes para detectar movimiento, su dirección y velocidad en una escena visual. Cuando un objeto en movimiento atraviesa el espacio visual, las células disparan ondas a través de la retina.
Los investigadores colocaron una red de 61 electrodos en áreas de la retina y comenzaron a estimularla con pulsos de corriente. Esto les permitió distinguir las células "paraguas", que tienen respuestas diferentes, de otras células ganglionares de la retina. Además, los científicos determinaron cuánta estimulación se necesitaba para activar cada célula. A continuación, los investigadores registraron las respuestas del pulso para una imagen deslizante simple: una franja blanca que atraviesa un fondo gris. Finalmente, pudieron reproducir las mismas ondas de actividad que producen las células paraguas durante las imágenes en movimiento.
“Se necesita mucho trabajo antes de desarrollar un dispositivo terminado que pueda proporcionar a una persona ciega una visión de alta calidad. Si podemos superar los numerosos obstáculos técnicos, podremos comunicarnos con sistema nervioso en su lengua materna y restaurar la función ocular normal”, añadió Chichilnisky.
La visión artificial se está convirtiendo cada vez más en una realidad tanto en la ciencia como en la medicina; los escritores de novelas de ciencia ficción nunca soñaron con esto. El verano pasado se implantaron las primeras retinas artificiales de silicona en tres pacientes ciegos. Los tres sufrieron una pérdida casi total de la visión causada por la retinitis pigmentosa (RP), una enfermedad ocular que daña la visión nocturna y periférica. Salieron del hospital al día siguiente de la operación.
La retina artificial de silicio (ASR, de retina de silicio artificial) fue inventada por los fundadores de Optobionics, los hermanos Vincent y Alan Chow. ASR es un chip con un diámetro de 2 mm y un espesor inferior a cabello humano. Sobre una oblea de silicio se colocan unas 3.500 células solares microscópicas que convierten la luz en impulsos eléctricos.
Un microcircuito diseñado para reemplazar fotorreceptores dañados. elementos fotosensibles ojos, que convierten la luz en señales eléctricas en el ojo sano - funciona con luz externa, no tiene baterías ni cables. Retina de silicio artificial quirúrgicamente Se implanta debajo de la retina del paciente, en el llamado espacio subretiniano, y genera señales visuales similares a las producidas por la capa de fotorreceptores biológicos.
En realidad, ASR trabaja con fotorreceptores que aún no han perdido su capacidad de funcionar. "Si el chip puede interactuar con ellos durante un tiempo prolongado, entonces avanzaremos hacia la meta por el camino correcto", está seguro Alan Chow.
Las personas que padecen retinitis pigmentosa pierden gradualmente fotorreceptores. En general, este es el nombre colectivo de muchas enfermedades oculares, como resultado de lo cual se destruye la capa de fotorreceptores.
La degeneración macular asociada a la edad (DMAE, por degeneración macular relacionada con la edad), según los hermanos Chow, también se puede corregir utilizando una retina artificial de silicona. Las manchas en la córnea son consecuencia del envejecimiento, pero razón exacta aún no se sabe. Más de 30 millones de habitantes del mundo padecen estas enfermedades, que a menudo provocan una ceguera incurable.
Hasta la fecha, la ASR no ha podido tratar el glaucoma, que se asocia con daño a los nervios, y no ayuda a la diabetes, que provoca cicatrices en la retina. La retina artificial es impotente ante las conmociones cerebrales y otras lesiones cerebrales.
"Ahora estamos tratando de decidir hacia dónde movernos a continuación", dicen los hermanos Chow sobre sus planes. "Una vez que puedas decidir, puedes experimentar cambiando los parámetros".
Visión natural y artificial.
El proceso de “ver” se puede comparar con el funcionamiento de una cámara. En una cámara, los rayos de luz pasan a través de un conjunto de lentes que enfocan la imagen en la película. En un ojo sano, los rayos de luz pasan a través de la córnea y el cristalino, lo que enfoca la imagen en la retina, que es la capa de elementos sensibles a la luz que recubre la superficie posterior del ojo.
La mácula es el área de la retina que recibe y procesa imágenes detalladas y las envía al cerebro a través de nervio óptico. El punto multicapa proporciona a las imágenes que vemos el mayor grado de resolución. Si la mancha está dañada, la visión se deteriora. ¿Qué hacer en este caso? Introduzca ASR.
Miles de elementos microscópicos ASR están conectados a un electrodo que convierte las imágenes de luz entrante en pulsos. Estos elementos estimulan el trabajo de los elementos funcionales restantes de la retina y producen señales visuales similares a las señales generadas por ojo sano. Las señales "artificiales" pueden luego procesarse y enviarse a lo largo del nervio óptico hasta el cerebro.
En experimentos con animales en la década de 1980, los hermanos Chow estimularon el ASR con luz infrarroja y registraron la respuesta de la retina. Pero, lamentablemente, los animales no pueden hablar, por lo que se desconoce qué sucedió realmente.
Resultados más significativos
Hace unos tres años los hermanos recogieron cantidad suficiente información para comunicarse con la Administración de Nutrición y medicamentos para obtener permiso para realizar experimentos clínicos con humanos. Se seleccionaron como candidatos tres pacientes con edades comprendidas entre 45 y 75 años, por mucho tiempo sufre de ceguera de retina.
"Seleccionamos a personas con las discapacidades más graves para que, si logran ver al menos algo, los resultados sean los más alentadores", dijo Alan Chow sobre el experimento. "Queríamos empezar lo antes posible, lo único que nos preocupaba eran las conclusiones demasiado precipitadas que pudieran sacarse de los experimentos".
Los creadores de la retina artificial destacan que en actualmente su dispositivo no puede ayudar a los pacientes a ver como lo hacen las personas sanas.
“Podemos hablar de un resultado brillante si la densidad de los elementos es suficiente para que los pacientes puedan ver los objetos en movimiento. Idealmente, deberían poder reconocer las formas y los contornos de los objetos”, afirma Larry Blankenship, director general de Optobionics.
Los inventores no temen el rechazo del implante. "Una vez que se implanta la retina artificial, hay un vacío a su alrededor, lo cual es bastante predecible", dijo Chow. Ya se puede argumentar que la retina artificial de silicio es un logro científico monumental que ayudará a eliminar para siempre la amenaza de algunas formas de ceguera.
