Глава 1. Ретинальные протезы: краткая история

Субретинальные протезы

Субретинальные протезы располагаются между дегенерировавшим слоем фоторецепторов и ПЭС. Они подают ток на наружные и средние слои сетчатки (например, на биполярные клетки), используя тем самым существующую нейронную обработку в этих слоях и, возможно, избегая прямой стимуляции аксонов ганглиозных клеток, которая искажает зрительное восприятие (хотя перестройка оставшихся нейронов сетчатки может приводить к ещё большему искажению зрительных образов). Операция по имплантации субретинальных устройств значительно сложнее, поскольку требует отслоить сетчатку и/или рассечь богатую сосудами хориоидею, а ограниченное субретинальное пространство ограничивает размер имплантата; зато имплантат удерживается на месте давлением, без гвоздика, как у эпиретинальных протезов, хотя при субретинальной имплантации может применяться тампонада силиконовым маслом (Stingl et al. 2013a) для защиты от отслойки сетчатки. По сравнению с эпиретинальной имплантацией, при которой ток жидкости в стекловидном теле и хориоидальная перфузия не нарушены, субретинальная имплантация может блокировать обмен жидкостью между сетчаткой и хориоидеей, затрудняя отвод тепла от сетчатки и транспорт питательных веществ к ней. Может ли это в долгосрочной перспективе привести к атрофии тканей сетчатки вокруг имплантата, обсуждается (Rizzo and Wyatt 1997; Peachey and Chow 1999; Sailer et al. 2007).

Разработаны два основных подхода к субретинальной стимуляции: с использованием стандартного массива электродов и с использованием массива микрофотодиодов (MPDA). С точки зрения системы первый подход сходен с упомянутыми эпиретинальными имплантатами в том смысле, что изображение получает и обрабатывает наружное устройство, а массив электродов лишь служит ведомым источником тока под управлением микросхемы стимулятора. MPDA, напротив, сам регистрирует свет, и камера не нужна: зрительную сцену на массив проецирует хрусталик. Каждый микрофотодиод массива работает независимо, пропорционально преобразуя местную освещённость в электрические импульсы и непосредственно стимулируя ближайшие нейроны сетчатки. Поскольку MPDA находится внутри глаза, пациенты получают преимущество — осматривают зрительную сцену движениями глаз, а не головы.

Искусственная кремниевая сетчатка (ASR) чикагской компании Optobionics — первый имплантат такого рода, вошедший в клинические испытания (Chow et al. 2004). Микрочип ASR — кремниевое устройство, содержащее около 5000 изолированных микрофотодиодов, каждый из которых соединён с электродом из оксида иридия размером 9 × 9 мкм. Устройство электрически пассивно и работает только от света. ASR имплантировали десяти пациентам с ПР, и у шести из них уровень зрения позволил наблюдать их более 7 лет (Chow et al. 2010). Устройство хорошо переносилось, и у большинства пациентов отмечалось улучшение зрительных функций — однако в основном в зонах, далёких от места имплантации (Chow et al. 2004, 2010). Исследователи связывали улучшения с нейротрофическим действием имплантата, спасавшего или сохранявшего повреждённые ткани сетчатки, а не с электрической активацией нейронов. Измерение выходного тока этих микрофотодиодов показало амплитуду в несколько наноампер — гораздо ниже микроамперного уровня, необходимого для активации нейронов (Palanker et al. 2005), — что доказывает его недостаточность для значимого протезного зрения, если полагаться только на падающий свет.