Глаза искусственные: Ученые создали искусственный электрохимический глаз, способный различать буквы. Почему это важно?

Искусственный глаз чувствует свет быстрее настоящего

Сетчатка из перовскитных фотоэлементов даёт изображение всего из ста пикселей, зато реагирует на свет быстрее, чем натуральная.

Попытки создать полностью искусственный аналог глаза предпринимались неоднократно, однако такие устройства по многим параметрам уступали настоящему глазу. Пусть у нас есть искусственные светочувствительные элементы-рецепторы, их нужно ещё правильным образом расположить. Если они будут лежать просто на ровной плоскости, то большая часть света, проходящая через линзу (искусственный хрусталик), будет рассеиваться. Чтобы острота такого глаза была сопоставима с настоящим, его фоторецепторы должны располагаться куполом – так, как в настоящей сетчатке, которая выстилает полусферический «задник» нашего глаза. Округлая форма глаза, в котором сетчатка выстилает внутреннюю поверхность. Если же изогнуть такую плоскую сетчатку, то придётся пожертвовать частью фотоэлементов – их плотность придётся уменьшить, чтобы в матрице были места, за счёт которых её можно было бы сжимать и растягивать.

(Иллюстрация: PIRO4D / Pixabay)

Схема строения искусственного глаза. (Иллюстрация: L. Gu et al., Nature, 2020)

‹

›

Открыть в полном размере

Исследователи из Гонконгского научно-технологического университета вышли из положения, введя фотоэлементы в микропоры уже изогнутой мембраны-носителя, сделанной из оксида алюминия. Это позволило рассадить фоточувствительные элементы намного гуще, чем в предыдущих искусственных глазах: плотность фотоэлементов была 4,6 × 10⁸ на один квадратный сантиметр, что гораздо выше, чем плотность фоторецепторов в сетчатке человеческого глаза – около 10⁷
на один квадратный сантиметр. Фотоэлементы представляли собой нанопровода из разновидности перовскита, состоящей из формамидина, йода и свинца. Роговицу и радужную оболочку сделали из алюминия, покрытого вольфрамовой плёнкой, камера между линзой и «сетчаткой», которая в обычном глазу заполнена стекловидным телом, в искусственном глазу была заполнена ионным раствором, помогавшим электрохимическим реакциям в перовскитных фоторецепторах.

Роль зрительного нерва играли провода из жидкой смеси металлов галлия и индия, заключённых в резиновую оболочку. Провода-нервы контактировали с нанопроводками-фоторецепторами через индиевую прокладку. И хотя теоретически разрешение искусственной сетчатки должно быть больше, чем у обычного нашего глаза (потому что плотность фоторецепторов у него больше), на деле так не было. Дело в том, что каждый провод-нерв был толщиной около 700 микрометров и одновременно собирал сигналы от нескольких фоторецепторов. На самом деле, в человеческом глазу сигнал тоже отчасти суммируется и усредняется – потому что импульсы от нескольких рецепторов-палочек (но не колбочек) стекаются к одной клетке-посреднику. Тем не менее, один пиксель картинки, получаемый от искусственного глаза, был намного крупнее пикселя, который отправляет в мозг глаз натуральный: проводов-нервов к сетчатке удалось подсоединить всего 100, так что и картинка состояла всего из ста пикселей.

Но по другим параметрам искусственный глаз был вполне сопоставим с настоящим, в чём-то и превосходил его. В статье в Nature говорится, что поле зрения у искусственного глаза почти такое же широкое и нижний предел чувствительности у него такой же, как у естественного, то есть искусственный глаз может видеть в очень тусклом свете. А вот реакция на свет у искусственного глаза была даже быстрее: его фоторецепторы реагировали на световой импульс за 19,2 миллисекунды, а в исходное состояние возвращались как минимум за 23,9 миллисекунды, независимо от длины световой волны. У человеческих рецепторов на реакцию и возврат в исходное состояние уходит от 40 до 150 миллисекунд. То есть в целом искусственный глаз на свет реагирует быстрее.

Как пишет портал Nature, пока что неясно, как долго такой глаз может работать. Авторы работы говорят, что он нормально функционировал девять часов без перерыва, но, вообще говоря, про электрохимические устройства известно, что со временем они устают. Возможно, на более долгой временной дистанции искусственный глаз начнёт видеть хуже. Но если глаз окажется долговечным, если к нему удастся подсоединить на сто проводов, а тысячу или, чего доброго, миллион, и если производить такую перовскитную сетчатку будет не так сложно, как сейчас (а сейчас её делать дорого и долго), то подобные искусственные глаза в скором времени можно будет увидеть если не у людей, то хотя бы у роботов.

Мультифокальные искусственные хрусталики — EuroEyes

МУЛЬТИФОКАЛЬНЫЕ ИСКУССТВЕННЫЕ ХРУСТАЛИКИ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ПРЕСБИОПИИ

Имплантация мультифокальных внутриглазных искусственных хрусталиков – это наилучший метод коррекции пресбиопии, который облегчит ваш путь к жизни без очков.

ИНФОРМАЦИЯ О МУЛЬТИФОКАЛЬНЫХ ИСКУССТВЕННЫХ ХРУСТАЛИКАХ

Пресбиопия обычно развивается между 40 и 50 годами: вам все сложнее удается прочитать мелкий шрифт, и вы становитесь зависимыми от очков для чтения. Даже если ранее вы страдали от близорукости или дальнозоркости, у вас все равно разовьется пресбиопия и понадобятся бифокальные очки или несколько пар очков.

Имплантация мультифокальных искусственных хрусталиков, также известных как мультифокальные внутриглазные искусственные хрусталики, является безопасной, точной и проверенной процедурой коррекции пресбиопии. В основе операции лежит замена хрусталика глаза на искусственный. Процедура рефракционной замены хрусталика (RLE) уже проверена и испытана на протяжении десятилетий в хирургии катаракты.

Современные мультифокальные линзы (хрусталики) также называют трифокальными. Эти хрусталики позволяют прекрасно видеть вблизи, вдаль и на промежуточном расстоянии при работе за компьютером. Они постоянно находятся в глазу и остаются полностью незаметными. Методом замены хрусталика помимо пресбиопии можно корректировать миопию, дальнозоркость и астигматизм.

В клиниках EuroEyes было выполнено наибольшее количество имплантаций внутриглазных линз в Германии. При замене хрусталика в клинике EuroEyes используют лазер LenSx – самую передовую технологию на рынке.

• ПРОЦЕДУРА
• ПРЕИМУЩЕСТВА
• ПРОЦЕСС ЛЕЧЕНИЯ
• ТИПЫ ЛИНЗ
• ХАР-КИ ИСК-ЫХ МАТЕРИАЛОВ
• PRELEX

ЛЕЧЕНИЕ МУЛЬТИФОКАЛЬНЫМИ ИСКУССТВЕННЫМИ ХРУСТАЛИКАМИ ПОШАГОВО

Подготовка глаза

Эта амбулаторная процедура обычно длится 10 минут для каждого глаза. Глазные капли с анестетиком позволяют провести процедуру безболезненно. Глаз открывается через небольшой разрез по краю роговицы, который не требует наложения швов.

Удаление хрусталика

Фиброзная капсула хрусталика за зрачком открывается круговым способом, и хрусталик удаляется. Впоследствии капсула обеспечивает поддержку (бандаж) для искусственного хрусталика. Каждый пациент получает индивидуально изготовленный имплантант, который имеет пожизненный срок годности.

Мультифокальный искусственный хрусталик

Каждый пациент получает индивидуально изготовленные для его глаз искусственные хрусталики. Такие хорошо переносимые искусственные хрусталики имеют пожизненный срок годности и незаметны в глазу.

Имплантация искусственного хрусталика

Хирург вставляет через микроразрез в глазу инжектор, при помощи которого вводит в глаз искусственный хрусталик. Свернутый до этого искусственный хрусталик разворачивается внутри глаза и располагается хирургом в свободной капсуле хрусталика. Искусственный хрусталик исправляет пресбиопию, а также и другие существующие зрительные расстройства (близорукость, дальнозоркость и астигматизм).

УНИКАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА МУЛЬТИФОКАЛЬНЫХ ИСКУССТВЕННЫХ ХРУСТАЛИКОВ

• Ультрасовременная технология для оптимизации зрения

• Опытные немецкие хирурги

• Пожизненная свобода от очков и контактных линз

• Хорошее зрение на всех расстояниях

• Профилактика катаракты

Клинические исследования показали, что после имплантации мультифокального хрусталика 97% всех пациентов больше не нуждаются в ношении очков: такие занятия, как чтение, шопинг, работа за компьютером, вождение и даже бритье и нанесение макияжа, наконец снова возможны без использования очков.

Превосходные имплантанты искусственных хрусталиков, соответствующие наивысшим стандартам качества:

• Исключительное оптическое качество

• Уменьшают рассеивание света

• Решают проблему ослепленности от ярких источников света

• Лучшее контрастное зрение при слабом освещении

1. Анализ того, подходят ли вам для имплантации мультифокальные внутриглазные искусственные хрусталики (MIOL)

• Измеряются все необходимые глазные параметры

• Составляется заключение о том, подходят ли вам MIOL

• Предоставляется консультация относительно оптимального для вас лечения MIOL

2.

Предоперационное обследование

• Выполняется тщательное предварительное медицинское обследование

• Наши офтальмологи и специалисты в рефракционной хирургии объяснят вам все особенности лечения

• Выполняются детализированные измерения параметров глаз

• Обследование длится около 2 часов

• Вам следует перестать носить мягкие контактные линзы за одну неделю и жесткие контактные линзы за две недели до обследования

• Во время обследования вы получите набор для послеоперационного ухода за глазами. Наши сотрудники подробно объяснят вам содержимое этого набора и как его применять

3. В день операции

• Возьмите кого-нибудь, кто будет вас сопровождать

• Мы рекомендуем вам надеть удобную одежду в день операции

• Полностью удалите макияж и не пользуйтесь парфюмерией

• Вы можете употреблять еду и напитки как обычно в день операции, но пожалуйста, воздержитесь от курения

• Вам будет предложено мягкое успокаивающее средство

• Общая длительность этой амбулаторной операции приблизительно 10-15 минут на 1 глаз в течение 2 дней (1 день на 1 глаз)

• Глаз будет закрыт защитной повязкой до следующего дня

• Для информации: В случае, если пациент лечит сразу два глаза, мы оперируем их в течение двух дней подряд

4.

После операции MIOL

• Пожалуйста, не трите глаза в послеоперационные дни!

• Глазные капли с антибиотиком нужно будет использовать в течение первых недель

• Глазные капли «искусственная слеза» нужно будет закапывать по предписанию

• Вернуться к работе можно через 2-4 дня в случае необходимости

• Никаких занятий спортом в течение 3 дней

• Воздержаться от плавания и посещения сауны в течение 2 недель

• Послеоперационные осмотры: через 1 день – 1 неделю – через 1-3 месяца

• Вы можете вновь сесть за руль только через 1 неделю

ТИПЫ ЛИНЗ

Существует два типа линз:

• бифокальные, которые одновременно могут корректировать и астигматизм

• трифокальные внутриглазные линзы, которые обеспечивают хорошее зрение на любом расстоянии

Бифокальные искусственные хрусталики имеют два фокуса, один из которых для близкого расстояния, а другой для дали. Таким образом, можно водить автомобиль, смотреть ТВ и заниматься спортом без очков. Для того чтобы сфокусироваться на средних расстояниях, все еще нужно будет использовать очки (например, при работе за компьютером).

Трифокальные линзы – это новейшее поколение мультифокальных интраокулярных искусственных хрусталиков. Эти линзы имеют три фокуса и предлагают исключительное качество зрения как вблизи, так и на средних, а также на дальних расстояниях благодаря инновационному способу распределения света. Фокус на средних расстояниях, к примеру, позволяет работать за компьютером без очков.

ИСКУССТВЕННЫЕ ХРУСТАЛИКИ ПОСЛЕДНЕГО ПОКОЛЕНИЯ ИМЕЮТ ПРЕВОСХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОБЛАДАЮТ НАИВЫСШИМ КАЧЕСТВОМ.

• Мы используем только последнее поколение мультифокальных искусственных хрусталиков.
  Они имеют запатентованные высокие оптические характеристики и дают вам возможность видеть вблизи, на среднем расстоянии и вдаль без использования очков.

• Превосходные мультифокальные искусственные хрусталики изготовлены с использованием алмазных инструментов под компьютерным контролем.
  Для вас это означает максимально возможную точность и оптику премиум-класса.

• Оптика линз произведена с использованием запатентованных SMP-технологий:
  Благодаря специальной процедуре феномен ослепленности, который всегда присутствует в мультифокальных искусственных хрусталиках, будет сведен к абсолютному минимуму. Позитивный эффект такой операции – сведение к минимуму ослепленности и гало! Также асферическая оптика позволяет добиться улучшенного качества картинки и более высокой контрастной чувствительности.

• Искусственные хрусталики защищают чувствительную сетчатку. Наряду с UV фильтром в линзы может быть также включен дополнительный фильтр для защиты от света (жёлтый). В офтальмологии такая защита применяется в том числе при профилактике дегенерации желтого пятна (AMD).

Не имеет значение, что у вас – пресбиопия, катаракта, близорукость, дальнозоркость или астигматизм – клинические исследования показали, что 97 % прооперированных пациентов после имплантации мультифокальных линз больше не нуждаются в очках.

PRELEX

PreLEX – это рефракционная замена хрусталика при пресбиопии. Это процедура на выбор для тех пациентов, которым за 40 и у которых пока что еще не развилась катаракта, но уже имеются проблемы со зрением вдаль и вблизи без очков или контактных линз. В то время как LASIK улучшает зрение на расстоянии, те, кому до 40, могут все еще видеть вблизи, используя свои природные способности. Однако те, кому за 40, имеют сложности со зрением вблизи, поскольку их естественный хрусталик становится все менее эластичным. Таким образом, LASIK никак не сможет повлиять на их зрение вблизи. Именно этой области проблем со зрением адресована процедура PreLEX

При процедуре PreLEX удаляют естественный хрусталик, в котором еще не образовалось помутнение (катаракта), и устанавливают на его место имплантант – мультифокальный искусственный хрусталик. Такая процедура позволяет пациентам видеть четко на дальнем, среднем и близком расстоянии. В процедуре PreLEX нуждаются оба глаза, после чего будут видны все преимущества лечения. Это тот же тип процедуры, который применяется для пациентов с катарактой. Таким пациентам нужна замена помутневшего хрусталика на прозрачный искусственный

Являетесь ли вы кандидатом для PreLEX?

Процедура PreLEX в первую очередь предназначена для пациентов с пресбиопией, но она также может корригировать зрение у тех пациентов, которым по медицинским показаниям не подходят LASIK или ФРК (фоторефракционная кератэктомия)

Вы можете быть подходящим кандидатом для PreLEX, если вы хотите меньше зависеть от бифокальных линз или очков для чтения, у вас обнаружены ранние признаки развития начальной стадии катаракты, вы страдаете близорукостью слабой или средней степени или дальнозоркостью. После тщательного обследования ваших глаз доктора EuroEyes порекомендуют вам лучшие искусственные хрусталики для ваших индивидуальных потребностей.

Преимущества PreLEX

Практически все, кто подвергся процедуре PreLEX, не будут нуждаться в очках для зрения вдаль, и большинству пациентов не нужны будут также очки для чтения. Другое важное преимущество PreLEX – это предотвращение катаракты, поскольку она не может образовываться в искусственном хрусталике

К другим преимуществам PreLEX относятся

• Минимальные побочные эффекты

• Быстрая стабилизация зрения

• Подтвержденная история успеха

• PreLEX – одна из наиболее безопасных процедур такого рода

Если вы страдаете от пресбиопии или вам стало известно о том, что вам не подходят другие типы рефракционной хирургии, свяжитесь с EuroEyes уже сегодня и запишитесь на бесплатный скрининг PreLEX.

ТОЧНОСТЬ БЛАГОДАРЯ ЛАЗЕРУ

Для достижения еще большей точности и совершенства EuroEyes в своих хирургических процедурах использует фемтосекундный лазер LenSx ®, который дал возможность сделать несколько значительных шагов в хирургии хрусталика по сравнению с периодом, когда операции выполнялись хирургом вручную.

Такое лазерное лечение глаз, используемое для замены хрусталика, позволяет произвести безболезненное и точное рассечение различных слоев ткани в глазу. Таким образом, оно имеет два преимущества по сравнению с ручной технологией: во-первых, процедура замены хрусталика точна, так как мультифокальная линза может быть точно размещена в глазу, во-вторых, безопасна, поскольку лазерные надрезы более точные, чем сделанные вручную.

EuroEyes – это одна из первых групп клиник LASIK в Германии, которая стала применять LenSx® в области лазерной замены хрусталика.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ О МУЛЬТИФОКАЛЬНЫХ ЛИНЗАХ

Как работают мультифокальные искусственные хрусталики?

Мультифокальные внутриглазные искусственные хрусталики (M-IOL) работают таким образом, что свет, преломляясь через них, распределяется на несколько фокусных точек. Одна фокусировка позволяет четко видеть вблизи во время чтения, и другая фокусировка – при взгляде вдаль. Вы можете видеть как вдаль, так и вблизи без очков.

Кто получает больше всего преимуществ от применения мультифокальных искусственных хрусталиков?

Пациенты, у которых уже развилась пресбиопия, которая обычно появляется между 40 и 50 годами. Внезапно руки оказываются недостаточно длинными для того, чтобы держать газету или книгу на таком расстоянии, где буквы были бы четко видны. Становятся необходимыми очки для чтения. Даже те, кто в молодости был близоруким или дальнозорким, с годами приобретают пресбиопию.

Какие проблемы могут появиться после имплантации мультифокальных хрусталиков?

Мультифокальные искусственные хрусталики могут вызывать небольшую потерю контрастности. Это часто становится причиной появления светящегося ореола (гало) вокруг источников света. Однако, наш мозг учится тому, как можно жить с такими переменами, и через некоторое время пациенты едва ли заметят их.

Какова стоимость хирургии хрусталика?

Склеральная оболочка — Усовершенствованные искусственные глаза — Индивидуальные протезы глаз с цифровой радужной оболочкой

Узнайте о процессе создания склеральной оболочки:

Склеральная оболочка немного похожа на более толстую контактную линзу, которая обычно надевается на существующие глаза. Склеральные оболочки могут помочь тем, кто получил серьезную травму глаза. В отличие от контактных линз, склеральные оболочки покрывают весь глаз, а не только радужную оболочку, поэтому любой неприглядный дефект может быть скрыт за склеральной оболочкой.

Сначала при создании склеральной оболочки будет предварительная консультация. Уникальная ситуация каждого человека будет оцениваться окулистом. Глаз может быть чувствительным после травмы. В результате мы коснемся глаза ватной палочкой, чтобы измерить чувствительность. Мы делаем это до того, как приступим к оттиску. Во-вторых, мы делаем слепок глаза. Это очень похоже на слепок зубов, сделанный в кабинете ортодонта. Однако в этом случае оттиск снимают в глазной полости. Многие люди считают впечатление самой неудобной частью процесса. Но мы расскажем, как правильно подготовиться, чтобы вам было максимально комфортно. Новый силиконовый оттискной материал можно использовать для большинства пациентов. В результате это делает его намного более удобным, сводя к минимуму воспаление по сравнению с традиционным оттискным материалом, таким как альгинат.

Склеральная оболочка с запатентованной технологией расширения зрачка цифровой радужной оболочки

Узнайте о склеральных оболочках высочайшего качества

В офисе Джона Столпе цифровая радужная оболочка, которую мы создаем, является одной из самых качественных на рынке. Мы гордимся тем, что являемся первопроходцами в производстве цифровых радужных оболочек для окулистов. Мы делаем это, используя цифровую камеру чрезвычайно высокого качества, чтобы воспроизвести с большой точностью существующий глаз пациента. Мы используем нашу запатентованную технологию, чтобы предоставить вам лучшую ирисовую диафрагму.

Рисунок вен пациента воспроизведен с фотографии глаза пациента с высоким разрешением с использованием красных шелковых нитей, а не цветных карандашей. Мы работаем над уточнением формы склеральной оболочки, иногда в течение нескольких встреч. Самое главное, когда мы закончим, у вас будет чрезвычайно естественно выглядящая склеральная оболочка. Наша цель — создать оболочку, идеально имитирующую движение зрячего глаза.

На протяжении десятилетий мы являемся первопроходцами в производстве цифровых радужных оболочек для склеральных оболочек.

Процесс подбора склеральных вкладышей

Узнайте о процессе подбора склеральных вкладышей:

Важно помнить, что процесс подбора иногда может быть очень сложным. Однако в некоторых случаях необходима помощь офтальмолога. Например, может потребоваться прописать лекарства, чтобы глаз оставался стабильным, чтобы приступить к установке склеральной оболочки. Для достижения наилучшего результата установка склеральной оболочки иногда может включать плановую операцию. Другими словами, чтобы получить абсолютно идеальную посадку, окулопластический хирург может поднять веко пациента. Этот процесс будет выполняться после установки склеральной оболочки. По этой причине важно выбрать окулиста, который имеет отличные, установившиеся отношения с другими квалифицированными специалистами-офтальмологами. Подбор оптимальной формы склеральной оболочки часто требует командной работы. Advanced Artificial Eyes гордится тем, что поддерживает тесные отношения с широким кругом непревзойденных профессионалов.

Движение глазного протеза — Усовершенствованные искусственные глаза — Индивидуальные глазные протезы с цифровой радужной оболочкой

Движение глазного протеза — важный аспект глазного протеза, также известного как искусственный глаз. Глазной протез — это медицинское устройство, которое используется для замены глаза, утраченного в результате травмы или болезни. Хотя глазной протез не может восстановить зрение, он может улучшить внешний вид глазницы и помочь человеку сохранить правильное выравнивание оставшегося глаза.

Одной из сложностей при установке протеза глаза является обеспечение его естественного движения. В здоровом глазу движение контролируется сложной системой мышц, которые позволяют глазу двигаться в различных направлениях. С другой стороны, искусственный глаз не может двигаться таким же образом. Вместо этого он полагается на движение окружающих мышц и кожи, чтобы создать иллюзию движения.

Традиционно глазные протезы изготавливались в ограниченном количестве стандартных форм с целью обеспечения хорошей подгонки для большинства пациентов. Однако эти стандартные формы часто не подходили каждому человеку, что приводило к менее естественному виду и движению протеза глаза.

Для решения этой проблемы были разработаны глазные протезы, изготовленные по индивидуальному слепку. С помощью этой техники из глазницы человека изготавливается слепок, что позволяет создать глазной протез, адаптированный к уникальной форме глазницы. Это приводит к лучшей подгонке и более естественному движению глазного протеза.

Глазные протезы, изготовленные по индивидуальному слепку, также более удобны для человека, так как не требуют использования клея для фиксации глазного протеза на месте. Это может быть особенно полезно для людей с чувствительной кожей или аллергиков.

В заключение, глазные протезы индивидуальной слепочной посадки являются лучшим вариантом по сравнению со стандартными формами, поскольку они обеспечивают лучшую посадку и более естественные движения. Это может улучшить внешний вид и комфорт протеза глаза, помогая человеку чувствовать себя более уверенно и комфортно в повседневной жизни.

Увеличение подвижности глазного протеза

Есть много вещей, которые можно сделать, чтобы увеличить подвижность протеза.