Vědci z University of Minnesota vytvořili pomocí technologie 3D tisku řadu fotoreceptorů na hemisférickém substrátu. V budoucnu tato technologie umožní vytvořit bionická oči pomocí 3D tisku a vrátit zrak zcela slepým lidem. Vědci se domnívají, že v budoucnu se bionické oči funkčně nebudou lišit od skutečných. A v některých případech je možná překonají.
Živé oko vnímá světlo díky fotoreceptorovým neuronům umístěným na sítnici, které přeměňují viditelné světlo na elektrický signál. V modelu vytvořeném na 3D tiskárně vědci z University of Minnesota hrají polovodičové diody roli fotoreceptorových neuronů.
V posledních letech inženýři aktivně zkoumají možnost vytvoření bionických očí. Některé prototypy vytvořené v minulosti byly úspěšně testovány na lidech, ale výroba takových protéz je velmi drahá, protože každé zařízení musí být sestaveno doslova ručně. Technologie 3D tisku mohou v budoucnosti výrazně snížit náklady a zjednodušit proces vytváření takových implantátů a zpřístupnit je širšímu okruhu potřebných lidí.
V praxi je velmi obtížné uspořádat na zakřiveném povrchu řadu fotoreceptorových diod. K vyřešení problému vytvořili vědci z Minnesoty 3D tiskárnu. Před tiskem vědci nanesli vrstvu stříbrných nanočástic na vnitřní povrch skleněné hemisféry pomocí tiskárny a poté na ni vrstvu po vrstvě zvýšili strukturu fotoreceptoru z jimi vyvinutých polovodičových polymerních inkoustů. Celý proces vytváření bionického oka trval asi 1,5 hodiny.
Podle vedoucí studie, Michaela McAlpina, první prototyp prokázal 25% účinnost při přeměně viditelného světla na elektrické signály, což vědci považují za velmi dobrý výsledek pro raná stádia vývoje.
„Naše 3D polovodičové fotoreceptory tištěné ve 3D se začínají přibližovat účinnosti podobných zařízení vyráběných stávajícími průmyslovými procesy,“komentuje McAlpin.
„3D tisk navíc umožňuje ukládání polovodičových diod na zakřivené povrchy. Jiné technologie tuto příležitost neposkytují. ““
V budoucnu vědci plánují zvýšit počet použitých umělých fotoreceptorů. Čím více se používá fotoreceptorů, tím účinnější bude přeměna světla na elektrický signál. McAlpin a jeho kolegové také chtějí vylepšit tiskovou technologii, aby byli schopni vytvářet polovodičové mikroúrovně nikoli na skle, ale na měkkém podkladu, který se v budoucnu může stát základem budoucího implantátu.
Propagační video:
Nikolay Khizhnyak