S pomočjo tehnologije 3D tiskanja so znanstveniki z univerze v Minnesoti ustvarili paleto fotoreceptorjev na polobli. Tehnologija bo v prihodnosti omogočila ustvarjanje bionskih oči s 3D-tiskanjem in vračanje vida popolnoma slepim ljudem. V prihodnosti se bionske oči, verjamejo raziskovalci, funkcionalno ne bodo razlikovale od pravih. In v nekaterih primerih morda slednje prekašajo.
Živo oko zaznava svetlobo zahvaljujoč fotoreceptorskim nevronom, ki se nahajajo na mrežnici, ki pretvorijo vidno svetlobo v električni signal. V modelu, ki so ga na 3D-tiskalniku ustvarili znanstveniki z univerze v Minnesoti, polprevodniške diode igrajo vlogo fotoreceptorskih nevronov.
V zadnjih letih inženirji aktivno raziskujejo možnost nastanka bionskih oči. Nekateri prototipi, ustvarjeni v preteklosti, so bili uspešno preizkušeni na ljudeh, vendar je izdelava takšnih protez zelo draga, saj je treba vsako napravo sestaviti dobesedno ročno. Tehnologije 3D-tiskanja lahko v prihodnosti znatno zmanjšajo stroške in poenostavijo postopek izdelave takšnih vsadkov ter jih dajo na voljo širšemu krogu ljudi, ki jih potrebujejo.
V praksi je zelo težko urediti serijo fotoreceptorskih diod na ukrivljeni površini. Za rešitev težave so znanstveniki iz Minnesote ustvarili 3D tiskalnik. Pred tiskanjem so znanstveniki s pomočjo tiskalnika na notranjo površino steklene poloble nanesli plast srebrnih nanodelcev, nato pa so na njej, plast za plastjo, zgradili fotoreceptorsko strukturo iz polprevodniškega polimernega črnila, ki so ga razvili. Celoten postopek ustvarjanja bioničnega očesa je trajal približno 1,5 ure.
Po besedah vodje študije Michaela McAlpina je prvi prototip pokazal 25-odstotno učinkovitost pri pretvorbi vidne svetlobe v električne signale, kar znanstveniki menijo, da je zelo dober rezultat za zgodnje faze razvoja.
"Naši 3D-natisnjeni polprevodniški fotoreceptorji se začenjajo približevati učinkovitosti podobnih naprav, ki jih izdelujejo obstoječi industrijski procesi," komentira McAlpin.
»Poleg tega 3D tiskanje omogoča polprevodniške diode, ki se nalagajo na ukrivljene površine. Druge tehnologije ne ponujajo takšne priložnosti."
V prihodnosti znanstveniki načrtujejo povečanje števila uporabljenih umetnih fotoreceptorjev. Bolj kot se uporabljajo fotoreceptorji, učinkovitejša bo pretvorba svetlobe v električni signal. McAlpin in njegovi sodelavci želijo tudi izboljšati tehnologijo tiskanja, da bi lahko ustvarili polprevodniške mikronaprave ne na steklu, temveč na mehki podlagi, ki bi lahko v prihodnosti postala osnova bodočega vsadka.
Promocijski video:
Nikolaj Hizhnyak