시드니에 있는 뉴사우스웨일스대학교(UNSW)의 호주 과학자 그룹은 난치성 안과 질환 치료에 혁명을 일으킬 수 있는 소형 태양전지판을 사람의 안구에 이식할 가능성을 연구하고 있습니다.
신경계와 상호 작용하여 잃어버린 기능을 복원하는 장치인 신경보철은 삶의 질을 향상시킬 수 있는 유망한 방법을 제공합니다. 이 개념은 소리를 전기 신호로 변환하여 심각한 청력 손실이 있는 사람들의 청각 신경을 자극하는 잘 알려진 인공와우와 유사합니다.
엔지니어, 신경학자, 임상의, 생명공학자 등 다양한 분야의 연구자들은 이 기술을 활용하여 빛과 색을 인식하는 세포인 광수용체의 손상으로 인한 시력 문제를 해결할 계획입니다.
광전지 또는 태양광 패널 기술 전문가인 Udo Romer 박사가 UNSW에서 연구를 이끌었습니다. 망막 색소 변성 및 연령 관련 황반변성과 같은 질환을 앓고 있는 사람들은 광수용체가 악화됨에 따라 점진적인 시력 상실을 경험합니다. Romer는 태양광 기술을 사용하여 눈에 들어오는 빛을 전기로 변환함으로써 손상된 광수용체를 우회하여 시각적 정보를 뇌로 전달하는 새로운 접근 방식을 제안합니다.
전극 기반 임플란트를 사용하는 전통적인 방법은 눈에 와이어를 삽입하는 복잡한 절차가 필요합니다. 대조적으로, Romer의 개념은 소형 태양 전지판을 안구에 부착하여 부피가 큰 전선이 필요하지 않다는 것입니다. 이 자체 전원 공급형 휴대용 솔루션은 빛을 뇌가 시각적 자극으로 해석하는 전기 자극으로 직접 변환하는 것을 목표로 합니다.
이전 연구에서는 시력 회복을 위한 태양전지 통합을 탐구한 반면, Romer는 갈륨 비소 및 갈륨 인듐 인화물과 같은 반도체 재료에 중점을 두었습니다.
이러한 재료는 기존의 실리콘 기반 장치에 비해 속성 조정에 있어 더 큰 유연성을 제공합니다. Romer는 여러 개의 태양전지를 결합해야 하는 뉴런을 자극하려면 더 높은 전압이 필요하다고 강조합니다. 현재 연구는 개념 증명 단계에 있으며 첫 번째 실험은 실험실의 넓은 표면적에 두 개의 태양 전지를 성공적으로 배치했음을 보여줍니다.
다음 단계에서는 이러한 셀을 시력 회복에 적합한 픽셀로 소형화한 다음 추가 태양전지를 통합하여 출력 전압을 높이는 작업이 포함됩니다. Romer는 이 기술의 향후 반복이 크기가 약 2mm², 픽셀 크기가 약 50마이크로미터가 될 것이라고 예측합니다. 그러나 임상 시행 이전에는 광범위한 실험실 및 동물 실험을 포함하여 상당한 장애물이 남아 있습니다.
또한, 햇빛의 강도와 관련된 문제는 뉴런을 안정적으로 자극하기 위해 태양 신호를 증폭하는 안경이나 스마트 안경과 같은 추가 장치가 필요합니다.
태양 시력 회복의 전망은 퇴행성 안구 질환을 앓고 있는 사람들에게 희망을 제공하지만, 실제 구현은 추가 개발과 신중한 평가를 기다리고 있습니다. Romer는 성명에서 “태양 전지의 효율성에도 불구하고 햇빛은 망막에 이식된 태양 전지로 작동할 만큼 강하지 않을 수 있다는 점에 유의해야 합니다.”라고 말했습니다. "사람들은 눈의 뉴런을 안정적으로 자극하는 데 필요한 강도로 태양 신호를 증폭할 수 있는 태양 전지와 함께 작동하는 일종의 안경이나 스마트 안경을 착용해야 할 수도 있습니다."라고 그는 덧붙였습니다.
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