Китайские учёные создали искусственный глаз, сопоставимый по характеристикам с человеческим

Факичная интраокулярная линза

История интраокулярных (то есть имплантируемых внутрь глаза) линз началась еще в середине ХХ века. Первая успешная имплантация линзы такого типа была проведена в Италии в 1960-х годах. В те времена был возможен только один вариант размещения и фиксации линзы — в передней камере глаза. Материалом для изготовления имплантата служил твердый полимер, полиметилметакрилат. После операции пациент получал великолепное качество зрения, при этом не испытывал дискомфорта, не чувствовал в глазу инородное тело. Однако в долгосрочной перспективе у многих пациентов появились различные осложнения — и операция стала непопулярной.
В 1980-х годах, когда произошел качественный скачок в развитии медицинских технологий, офтальмологи вернулись к практике использования факичных линз. Появлялись новые способы расположения и фиксации имплантатов, а также более совершенные материалы для их изготовления.

Сегодня крупнейшими производителями оптики для факичных линз стали компании США, Швейцарии, Германии, Англии и России.

Современные факичные интраокулярные линзы (ФИОЛ) обладают рядом несомненных преимуществ:

• Полная обратимость операции:
  если возникает такая необходимость, врач может удалить линзу, не повреждая роговицы и хрусталика.
• Биосовместимость:
  имплантат не отторгается организмом.
• Минимальная травматичность:
  микроскопический разрез заживляется самостоятельно, зрение восстанавливается уже через несколько часов после процедуры, анатомия глаза не нарушается.
• Изготовление по индивидуальным параметрам:
  каждая факичная линза производится под конкретного пациента, по индивидуальным меркам.
• Защита глаза от ультрафиолетового излучения.

Можно сказать, что такие линзы схожи с контактными, только они вживляются внутрь глаза, а не надеваются поверх.

Преимущества заднекамерных факичных ИОЛ

• Заднекамерные факичные ИОЛ, находясь в глазу, не контактируют с роговицей, радужкой, что предупреждает дистрофические изменения.
• Линзы биосовместимы с тканями организма.
• ФИОЛ предохраняют сетчатку от негативного воздействия ультрафиолетовых лучей.
• Зрительная функция восстанавливается быстро.
• Сохраняется целостность роговицы.

Основная сложность при применении интраокулярных факичных линз состоит в высоких требованиях к точности расчета и безупречной работе офтальмохирурга. именно поэтому перед операцией проводится полное офтальмологическое обследование. Детальная диагностика, в ходе которой проводится целый комплекс процедур, позволяет специалисту составить детальную картину состояния зрительного анализатора пациента, оптимально подобрать линзы.

Специфика восприятия изображения

За годы исследований бионический глаз претерпел множество изменений и доработок. В ранних моделях картинка передавалась с видеокамеры сразу в глаз пациента. Сигнал фиксировался на матрице фотодатчика и поступал по нервным клеткам в мозг. Но в этом процессе был один недостаток — разность в восприятии изображения камерой и глазным яблоком. То есть они работали не синхронно.

Другой подход состоял в следующем: вначале видеоинформация отправлялась в компьютер, который преобразовывал видимое изображение в инфракрасные импульсы. Они отражались от стёкол очков и попадали через хрусталик в глазную сетчатку на фотосенсоры. Естественно, пациент не может видеть ИК-лучи. Но их воздействие аналогично процессу получения изображения. Иными словами, перед человеком с бионическими глазами формируется доступное для восприятия пространство. А происходит это так: картинка, полученная от действующих фоторецепторов глаза, накладывается на изображение от камеры и проецируется на сетчатку.

Показания и противопоказания к имплантации интраокулярных факичных линз

Применение факичных линз возможно только в тех случаях, когда зрительная система не утратила способность к естественной аккомодации. В первую очередь, это касается хрусталика глаза — он должен полноценно функционировать. Имплантация гарантированно помогает при дальнозоркости, близорукости или астигматизме в высокой степени.

Факичные линзы подходят людям, которым запрещена лазерная коррекция (например, из-за очень тонкой роговицы или других патологий).

Хотя операция считается малотравматичной и не требует общего наркоза, она относится к проникающему типу хирургии и имеет ряд противопоказаний:

• глаукома, нарушение внутриглазного давления;
• глазные операции в анамнезе (например, затрагивающие стекловидное тело или сетчатку);
• системные патологии (катаракта, дистрофия роговицы, подвывих хрусталика, хронические воспаления сосудов глаза и другие);
• период беременности и лактации;
• возрастные изменения хрусталика;
• сахарный диабет (инсулинозависимый тип).

Наиболее эффективно и безопасно проводить имплантацию в возрасте до 50 лет.

Что такое факичная линза?

Благодаря развитию технологий большинство людей, страдающих близорукостью, дальнозоркостью и астигматизмом может рассчитывать на лазерную коррекцию зрения. Но в случае медицинских противопоказаний, лазерная коррекция может быть противопоказана. К этим случаям можно отнести близорукость и дальнозоркость, астигматизм высокой степени, а также категорию людей, которые по какой-либо причине не имеют возможности или желания подвергать себя процедуре эксимер-лазерной коррекции зрения.

В нашей Клинике решить эту проблему можно имплантировав факичную линзу.

Метод заключается в имплантации внутрь глаза с сохраненным природным хрусталиком дополнительной (положительной или отрицательной) интраокулярной линзы, в результате чего достигается фокусировка изображения прямо на сетчатку (а не перед ней, что бывает при близорукости, или позади сетчатки, что бывает при дальнозоркости).

Существует три вида факичных линз, которые имплантируются с целью коррекции аномалий рефракции. Их название определяется местом расположения в глазу: переднекамерная факичная линза, иридофиксационная факичная линза и заднекамерная факичная линза.

Интраокулярная линза – это КОНТАКТНАЯ ЛИНЗА ХРУСТАЛИКА, применяемая у взрослых и детей с 1992 года после официального подтверждения безопасности и утверждения этой методики.

Предложенная методика позволяет получить точный, безопасный и стабильный рефракционный эффект даже у детей в возрасте от 3 лет. Интраокулярная линза корригирует близорукость от –3,0 до –29,0 и дальнозоркость от + 3,0 до +11,0 диоптрий.

Разработанное программное обеспечение позволяет осуществлять расчет оптической силы ФИОЛ в зависимости от анатомо-оптических параметров глаза, возраста пациента и предполагаемой рефракции в раннем и отдаленном послеоперационном периоде.

Китайские учёные создали искусственный глаз, сопоставимый по характеристикам с человеческим

Человеческий глаз — чрезвычайно сложный и тонко настроенный механизм. Сделать его копию оказалось очень сложно, однако учёным из Гонконгского университета науки и технологии удалось подобраться к этому так близко, как до них не подбирался никто. Они создали искусственный глаз, который схож с человеческим по форме и размеру, а также по светочувствительности, ширине обзора и скорости реакции рецепторов. Статья об этом опубликована в Nature.

Передняя выпуклая часть глаза состоит из алюминия, там же находится линза, которая пропускает и фокусирует свет. Внешняя поверхность задней части сделана из полимера, а на внутренней находится искусственная сетчатка. Сетчатка представляет собой мембрану, в которую встроены нанонити, имитирующие фоторецепторные клетки, — они улавливают фотоны и передают сигналы по проводам на внешнее вычислительное устройство. Пространство внутри, между линзой и сетчаткой, заполнено жидкостью, похожей на стекловидное тело (прозрачное гелеобразное вещество, составляющее две трети объема глазного яблока). Эта жидкость обеспечивает электрохимическую активность нанонитей.

Работает всё примерно так же, как и обычный человеческий глаз: свет проходит сквозь линзу (хрусталик) и специальную жидкость (стекловидное тело), фокусируется, затем фоторецепторные клетки (нанонити) улавливают фотоны и по нервным волокнам (проводам) передают сигнал вычислительному устройству (мозгу), который формирует итоговую картинку.

Конечно, китайские учёные не первыми додумались до того, чтобы повторить структуру глаза. Однако у них получилось устройство, которое по характеристикам значительно превосходит аналоги.

Во-первых, его датчики улавливают свет широкого диапазона интенсивности. Даже если подавать свет самой низкой интенсивности, они будут регистрировать 86 фотонов в секунду — это сопоставимо с возможностями человеческого глаза. Такой чувствительностью устройство обязано перовскиту, из которого изготовлены нанонити. Этот минерал используют для создания солнечных батарей.

Во-вторых, скорость реакции датчиков очень высока. Они способны генерировать ток в ответ на возбуждение с задержкой в 19,2 миллисекунды, а на восстановление — возвращение к неактивному состоянию — уходит лишь 23,9 миллисекунды. Это чрезвычайно важный параметр, поскольку характеризует то, насколько быстро искусственный глаз может воспринимать и передавать информацию о световых сигналах. У фоторецепторов в человеческом глазе время ответа на возбуждение и восстановление колеблется в пределах от 40 до 150 миллисекунд.

В-третьих, на полусферической искусственной сетчатке поместилось гораздо больше датчиков, чем на плоской или слегка искривлённой поверхности. В результате значительно повысилась разрешающая способность устройства. И наконец, угол обзора искусственного глаза благодаря его конструкции достигает 100 градусов (у человека поле зрения одного глаза составляет около 130 градусов).

Впрочем, несмотря на все плюсы, устройство далеко от идеала. К примеру, оставляет желать лучшего качество картинки — она получается размытая, размером 10х10 пикселей. Кроме того, инженерам предстоит каким-то образом уменьшить размеры проводов, по которым от нанонитей поступает информация, и выяснить, сколько времени устройство может функционировать без потери производительности. Сейчас известно лишь то, что за девять часов беспрерывной работы ее качество не пострадало.

Разработка китайских учёных пока не способна взорвать рынок робототехники или глазных протезов — хотя бы потому, что изготовление даже одного такого глаза требует огромного количества денег. Однако она показала, насколько использование перовскита и полусферической сетчатки улучшает характеристики подобных устройств.

Какие способы имплантации существуют?

Факичная интраокулярная линза (ФИОЛ) может располагаться в передней или задней камере глаза. Модели линз отличаются по размеру, форме опорных креплений, материалу. Точный расчет при изготовлении имплантата — ключ к успеху всей операции, поэтому врач должен провести комплексную диагностику и учесть все индивидуальные параметры глазной камеры пациента. Основная задача — закрепить линзу так, чтобы она не касалась хрусталика и не влияла на естественную циркуляцию жидкости внутри глаза.

Изготовление линз происходит по индивидуальному заказу и может занять довольно много времени — вплоть до нескольких месяцев.

Особенности имплантации в переднюю камеру:

• В этой части глаза вполне достаточно свободного места для стабильной фиксации линзы, поэтому такая процедура относится к операциям средней сложности.
• Оптический расчет и замеры относительно простые.
• Материал для имплантата может быть как твердым, так и гибким, эластичным.
• Линза может размещаться в углу камеры или на самой радужке.
• Возможные осложнения: риск повреждения радужки или хрусталика, сокращение количества клеток эндотелия, изменение формы зрачка, хроническое воспаление.

Еще одна особенность переднекамерных линз: они могут быть заметны окружающим из-за бликов.

Особенности имплантации в заднюю камеру:

• Такой метод имплантации технически сложнее, ведь в задней камере глаза свободного пространства гораздо меньше.
• Оптический расчет сложный, требует очень точных специальных замеров.
• Материал линзы должен быть эластичным, повторяющим форму хрусталика.
• Возможные осложнения: нарушение свободной циркуляции внутриглазной жидкости и риск развития катаракты.

Заднекамерные линзы нельзя заметить со стороны, они видны только при специальном осмотре.

Как видим, оба метода имеют свои достоинства и недостатки. Современные клиники обычно практикуют вживление заднекамерных линз, если уровень зрения пациента находится в пределах до -14 диоптрий. Но окончательный выбор может сделать только квалифицированный врач после тщательного изучения всех особенностей зрительной системы пациента.

Что представляет собой премиум-коррекция с использованием факичной линзы?

Имплантация факичных интраокулярных линз – используется в нашей клинике в тех случаях, когда невозможно провести коррекцию зрения с помощью эксимерлазерных методов. Чаще всего это происходит при недостаточной толщине роговицы.

В ходе проведения этой операции внутрь глаза перед хрусталиком помещается искусственная линза, при этом остальные внутренние структуры глазного яблока должны оставаться неповрежденными. Поэтому ФИОЛ делаются чрезвычайно тонкими, а материал, из которого делается такая линза, должен иметь высокий коэффициент преломления. Кроме того, линзу необходимо помещать внутрь глаза через небольшие проколы роговицы, поэтому она должна иметь высокую эластичность. Каждая такая линза является продуктом высокотехнологичного производства и часто изготавливается индивидуально с учетом размеров внутриглазных структур пациента.

В настоящее время для использования в России сертифицированы линзы компании STAAR (Швейцария). Подробности о факичной линзе вы можеет просмотреть на сайте производителя -https://www.staar.com/. Линзы этого производителя позволяют корригировать не только близорукость или дальнозоркость, но и астигматизм.

Как и любое хирургическое вмешательство, имплантация факичных интраокулярных линз имеет свои показания и противопоказания, поэтому окончательное решение о возможности имплантации факичной линзы принимается хирургом только после тщательного обследования пациента.

Argus II

Этот бионический глаз был разработан и сделан в США . 130 пациентов с заболеванием пигментный ретинит воспользовались его возможностями. Argus II состоит из двух частей: встроенной в очки мини-видеокамеры и имплантата. Все объекты окружающего мира фиксируются на камеру и передаются в имплантат через процессор по беспроводной связи. Ну а имплантат с помощью электродов активирует имеющиеся у больного клетки сетчатки, отправляя информацию прямиком в зрительный нерв.

Пользователи бионического глаза уже через неделю чётко различают горизонтальные и вертикальные линии. В дальнейшем качество зрения через это устройство только возрастает. Argus II стоит 150 тысяч фунтов стерлингов. Однако исследования не прекращаются, так как разработчики получают различные денежные гранты. Естественно, искусственные глаза ещё довольно несовершенны. Но учёные делают всё, чтобы качество передаваемой картинки улучшилось.

Особенности операции

Поговорим о том, как проходит сама операция по вживлению интраокулярных линз. Процедура очень требовательна к уровню подготовки офтальмохирурга, а также к техническому оснащению клиники. Какие особенности проведения операции нужно знать пациенту:

• Перед операцией будет проведена местная анестезия (капельная).
• Процедуру нельзя назвать болезненной, скорее — неприятной психологически.
• Разрез для вживления линзы микроскопический, заживает самостоятельно, без наложения швов.
• По времени операция длится всего 10-15 минут.
• Нельзя за один день проводить имплантацию сразу в оба глаза.
• Восстановление зрения происходит уже через несколько часов после операции.

Восстановительный период очень короткий, проходит безболезненно. Пациенту назначаются противовоспалительные капли, которые нужно принимать самостоятельно. Ограничения в повседневной жизни минимальны — почти все они связаны с гигиеническими процедурами.

Преимущества имплантации ФИОЛ перед лазерной коррекцией зрения

• Структура роговицы при имплантации факичных линз не нарушается;
• Операция обратимая – возможно удаление (эксплантация) линзы при необходимости;
• Аккомодация сохранена;
• Острота зрения выше, чем в очках или контактных линзах

Факичные линзы ISLSTAAR выпускаются в Швейцарии и сертифицированы Минздравом РФ.

Имплантацию факичных линз в клинике проводит офтальмохирург, профессор Шелудченко Вячеслав Михайлович.

Хирург является проктором компании STAARSURGYCAL в РФ, экспертом технологии имплантации факичных линз ISL и может проводить обучение офтальмологов технике операции.

На данный момент проведено свыше 300 операций имплантации ФИОЛ.

Этапы операции:

• Подготовка пациента. Местная анестезия. Установка векорасширителя;
• Прокол роговицы для установки линзы;
• Имплантация факичной линзы позади радужки перед собственным хрусталиком.

Швов не накладывают. Ведение амбулаторное.

Хорошее зрение на следующий день.

Период полного восстановления и заживления под контролем офтальмолога занимает один месяц.

Наши преимущества

«Московская Глазная Клиника» — современное медицинское учреждение, предоставляющее полный спектр профессиональных услуг в области офтальмологии. Клиника имеет в своем распоряжении лучшие образцы современной аппаратуры ведущих мировых производителей.

В Клинике ведут прием ведущие отечественные специалисты, имеющие чрезвычайно широкий практический опыт. Так, в клинике консультирует хирург высшей категории Фоменко Наталия Ивановна . Благодаря высокому профессионализму врачей и применению современных технологий МГК гарантирует наилучший результат лечения и возвращение зрения. Обращаясь в «Московскую Глазную Клинику», вы можете быть уверены в быстрой и точной диагностике и эффективном лечении.

Результат операции

Факичные линзы — это очень эффективный метод рефракционной коррекции. После операции пациент получает максимально возможную в его случае остроту зрения. Конечно, при серьезных офтальмологических нарушениях имплантация не вернет стопроцентное зрение, но результат будет очень ощутимым.

Предсказуемость результата — еще одно преимущество операции для пациента. Врач может дать точную информацию о возможных улучшениях зрения уже во время вычисления оптических характеристик для изготовления линзы.

А после процедуры, в тот же день, человек увидит окружающий мир по-новому, во всем богатстве цветов и деталей.

Цены

В Московской Глазной Клинике можно пройти полное диагностическое обследование и получить рекомендации по самым эффективным методам лечения. Комплексное обследование пациента (включающее в себя такие методы как проверка остроты зрения, биомикроскопия, авторефрактометрия, офтальмоскопия с узким зрачком, пневмотонометрия) составляет 3500

рублей.

Стоимость имплантации искусственной радужки при аниридии в МГК составляет 50 000

рублей (за 1 глаз). Иридо-хрусталиковая МИОЛ-Радужка изготавливается индивидуально (после внесения предоплаты, срок изготовления от четырех недель), оплачивается отдельно. Цена имплантата составляет
40 000
рублей.

Аргументы за и против операции

Главным минусом вживления интраокулярных линз можно назвать финансовую сторону вопроса. Качественная диагностика, заказ оптики, сама имплантация — все это стоит больших денег. Поэтому очень часто люди выбирают другие способы коррекции зрения.

Другая сложность — выбор клиники и квалифицированного офтальмохирурга. Многих пугает сам факт хирургического вмешательства и возможные риски.

Однако есть и свои плюсы у факичных линз:

• современные методы имплантации сводят риски послеоперационных осложнений к минимуму;
• операция обратима: при возникновении проблем линзу всегда можно удалить;
• если лазерная коррекция противопоказана, факичные линзы становятся идеальной альтернативой;
• процедура не нарушает естественную анатомию глаза;
• операция хорошо переносится в любом возрасте, не оказывает влияния на сердце и сосуды.

Существует распространенный миф — будто после имплантации придется отказаться от спорта и физических нагрузок. Это убеждение досталось нам в наследство от прошлых, несовершенных медицинских технологий. Но сегодня операции по вживлению интраокулярных линз проводятся на таком уровне, что оптика становится органичной частью глаза, а человек может жить полноценной жизнью, не опасаясь осложнений.

Бионические глаза

В 2013 году FDA одобрила первый бионический имплантат для лечения пигментного ретинита глаза, наследственного заболевания, которое приводит к дегенерации фоторецепторов сетчатки глаза. Пользователи этой технологии носят пару очков, оснащенных крошечной видеокамерой. Данные идут от камеры к блоку обработки видеосигнала и к группе электродов, имплантированных в сетчатку. Электроды преобразуют данные в электрические импульсы, которые стимулируют сетчатку на производство изображений.

Процедура, призванная справиться с возрастной макулярной дегенерацией, которая является ведущей причиной слепоты у людей, которым за 55, удаляет естественный хрусталик глаза и заменяет его телескопическим объектов размером с горошину, который увеличивает объект и проецирует изображения на оставшуюся здоровую область сетчатки.

Такие технологии уже помогли восстановить зрение тысячам людей, но чтобы сделать бионическое зрение эквивалентным идеальному зрению человека, предстоит решить еще много вопросов. Пациенты с имплантатами сетчатки или хрусталика жалуются на плохое разрешение, сложности со зрением при движении на высокой скорости и ограниченное поле зрения.

По мере прорывов в биологических методах лечения зрения и искусственных решениях, вроде бионических глаз, слепота может в один прекрасный день стать недугом прошлого.

Опыт применения подобной искусственной радужки уже насчитывает десятки успешных операций, которые прошли с достижением высокого зрения и отличного косметического эффекта. При этом, достижение уникального косметического эффекта становится возможным благодаря тому, что в технологии производства искусственной радужки, применяется индивидуальный подход к подбору цвета имплантата.

Осуществляется это по следующей схеме:

1. Сначала выполняется цифровая фотосьемка здорового парного глаза. 2. Затем проводится компьютерная обработка полученного снимка здоровой радужки. 3. После, изображение распечатывается с использованием специальной полимерной пленки. 4. На конечном этапе, конструкция искусственной радужной оболочки собирается в единый комплекс с искусственным хрусталиком.

Операция имплантации искусственной радужки проводится только квалифицированным хирургом-офтальмологов и относится к области микрохирургии. В отличии от имеющихся обычных имплантатов, искусственная радужка включает гаптическую часть, выполненную в форме диска. Торцевая ее поверхность содержит три дополнительных дугообразных опорных элемента, чьи внутренние поверхности конгруэнтны торцевым. В каждом из этих дугообразных элементов содержится сквозная прорезь, сделанная, в виде соединенных между собой двух дуг. Противоположные углы обеих дуг острые, при этом, у каждого дугообразного элемента имеется установочное отверстие. Применение именно такого изобретения позволяет значительно уменьшить операционные, а также потенциальные послеоперационные осложнения, значительно сокращает время хирургического вмешательства.

Стоит отметить, что для ликвидации косметического дефекта, имплантацию искусственной радужной оболочки можно проводить даже в глаз, полностью лишенный зрения.