Un nanoimplant a redat vederea șoarecilor și primatelor, oferindu-le, în plus, o vedere superioară celei umane. Această descoperire poate beneficia potențial 200 de milioane de oameni din întreaga lume
Cuprins
Telurul este un metaloid care poate recupera vederea folosind nanotehnologia. O echipă de oameni de știință chinezi a realizat un progres potențial revoluționar în tratamentul orbirii genetice folosind teluriu, un mineral la fel de rar ca platina, pentru a crea o retină artificială care nu numai căredă vederea primatelor oarbe, dar le conferă și o capacitate extraordinară: aceea de a vedea lumina infraroșie, ceva imposibil pentru ochiul uman normal.
Studiul, publicat pe 5 mai în prestigioasa revistă de cercetare Science, a fost condus de Wang Shuiyuan, cercetător la Colegiul de Circuite Integrate și Microelectronică al Universității Fudan din Shanghai. Rezultatele deschid o cale foarte promițătoare pentru tratarea orbirii la oameni, în special la cei care suferă de boli degenerative ale retinei.
Ce au inventat
Telurul este un element metaloid argintiu-albicios extrem de rar în scoarța terestră, cu o raritate comparabilă cu cea a platinei. China domină producția mondială a acestui mineral — cum era de așteptat — generând aproximativ 76% din telurul mondial, potrivit Serviciului Geologic al Statelor Unite: aproximativ 750 de tone metrice în 2024.
Acest element semimetalic are proprietăți fotoelectrice excepționale care îl fac un material ideal pentru aplicații optoelectronice. Capacitatea sa de a converti atât lumina vizibilă, cât și radiațiile infraroșii în energie electrică fără a necesita baterii îl face unic. Cu o densitate de 6,24 g/cm³ și un punct de topire de 449,51 °C, telurul are o structură cristalină hexagonală care contribuie la proprietățile sale semiconductoare extraordinare.
Echipa lui Wang a utilizat un proces de depunere chimică pentru a fabrica nanotipi de telur cu o grosime de doar 150 de nanometri —de zece ori mai subțiri decât un fir de păr uman— și apoi a controlat creșterea acestora pentru a forma rețele de nanotipi de telur (TeNWN), care funcționează ca nano-schele retiniene.
Aceste rețele de nanofire generează fotocurenți de până la 30 de amperi pe centimetru pătrat, cea mai mare valoare înregistrată pentru orice material de proteză retiniană, și răspund la lungimi de undă de la lumina vizibilă până la 1.550 nanometri în spectrul infraroșu apropiat, depășind cu mult gama de focalizări anterioare.
Implantarea acestor dispozitive la șoareci genetic orbi a dat rezultate surprinzătoare. Animalele au început să-și recâștige reflexele pupilare și capacitatea de a localiza sursele de lumină la doar o zi după operație. În timpul testelor de recunoaștere a modelelor, șoarecii implantați nu numai că și-au recăpătat vederea normală, dar au depășit șoarecii sănătoși atunci când a fost vorba de detectarea luminii infraroșii, ceva complet invizibil pentru ochii mamiferelor, cum ar fi oamenii.
„Șoarecii cu implanturi au obținut rate de răspuns corecte de aproximativ 67% la detectarea semnalelor infraroșii, comparativ cu doar 12% din șoarecii normali”, explică Eduardo Fernández, antropolog biolog la Universitatea Yale și membru al Asociației Americane pentru Avansarea Științei, care a scris un comentariu în același număr al revistei Science.
Fără complicații și cu superputeri
Ceea ce face această tehnologie cu adevărat revoluționară este simplitatea și biocompatibilitatea sa. Spre deosebire de protezele retiniene actuale, care necesită surse de alimentare externe, camere și module de control voluminoase, dispozitivul bazat pe TeNWN funcționează autonom, fără a necesita energie externă.
Protezele sunt implantate printr-o procedură subretiniană minim invazivă și reversibilă, fără a fi nevoie de ochelari voluminoși sau încărcături electrice. „Nanoproteza generează fotocurenți puternici pentru a activa circuitul retinian rămas într-un ochi disfuncțional, funcționează printr-o procedură simplă de implantare subretiniană și evită componentele intra și extraoculare voluminoase”, subliniază cercetătorii.
Când a fost testată pe maimuțe macac oarbe, nu a provocat complicații și s-a dovedit a fi biocompatibilă pe termen lung. Și mai surprinzător, când a fost implantată la maimuțe macac cu vedere normală, a crescut sensibilitatea acestora la lumina infraroșie fără a le afecta vederea normală, deschizând posibilitatea extinderii capacităților vizuale umane dincolo de limitele biologice actuale.
Această descoperire ar putea beneficia potențial 200 de milioane de pacienți din întreaga lume care suferă de orbire sau boli retiniene. La pacienții cu boli oculare grave, cum ar fi degenerescența maculară, vederea în infraroșu ar putea, în principiu, să ajute la vederea în condiții de lumină slabă și întuneric.
Același laborator de la Universitatea Fudan a dezvoltat în 2023 prima retină artificială compusă din matrice de nanofire de dioxid de titan, care a restabilit funcția vizuală la șoareci orbi și primate neumane. Testele clinice bazate pe acest nanofir din 2023 sunt deja în curs de desfășurare în spitalele afiliate Universității Fudan, deși nu există încă informații disponibile despre posibile teste clinice pe oameni pentru nanofirul TeNWN. „Metodologia dezvoltată de Wang oferă potențialul de a dezvolta o nouă generație de dispozitive capabile să transforme lumina în semnale de stimulare neurală și să restabilească o vedere limitată, dar utilă pentru multe persoane nevăzătoare”, afirmă Fernández.
Implicații strategice și economice
Dominația Chinei în producția de teluriu are implicații geopolitice și economice importante. Țara asiatică nu este doar cel mai mare producător mondial, ci și cel mai mare consumator al acestui mineral strategic. În februarie 2025, China a anunțat noi restricții la exportul de teluriu și alte elemente vitale pentru tehnologia de vârf și militară, ca răspuns la tarifele impuse de administrația Trump.
Telurul joacă un rol din ce în ce mai important în diverse industrii emergente strategice, precum răcirea termoelectrică a semiconductorilor, celulele solare și detectarea în infraroșu. Este esențial pentru fabricarea celulelor solare din telurură de cadmiu (CdTe), care reprezintă a doua tehnologie fotovoltaică cea mai comună din lume după siliciu.
Previziunile indică faptul că cererea de telur va ajunge între 8.782 și 12.957 tone până în 2050, impulsionată în principal de industria fotovoltaică. Acest nou progres în aplicațiile medicale nu va face decât să sporească importanța strategică a acestui mineral, consolidând și mai mult poziția Chinei într-o altă lanț de aprovizionare.
