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Medizin: Solarzellen ins Auge implantieren

In Australien wird an einer Technologie gearbeitet, die Menschen ihr Sehvermögen wiedergeben kann. Dies soll mit winzigen Solarzellen am Augapfel geschehen. Bis zur Marktreife wird noch viel Zeit vergehen.



An der australischen University of New South Wales in Sydney (UNSW) wird an einer Möglichkeit gearbeitet, mit der das menschliche Sehvermögen wiederhergestellt werden kann. Dabei konzentriert sich der UNSW-Ingenieur Udo Roemer auf geschädigte Fotorezeptoren – die Zellen, die für die Wahrnehmung von Licht und Farbe zuständig sind. Er untersucht, wie Solarzellen, die in die menschliche Netzhaut implantiert werden, dafür hilfreich sein sollen.

Das einfallende Licht soll dabei in Elektrizität umgewandelt werden und die geschädigten Fotorezeptoren umgehen. Die visuellen Informationen sollen dann direkt an das Gehirn übertragen werden. "Menschen mit bestimmten Krankheiten wie Retinitis pigmentosa und altersbedingter Makuladegeneration verlieren langsam ihr Augenlicht, da die Fotorezeptoren im Zentrum des Auges degenerieren", erklärt der Ingenieur in einer UNSW-Pressemitteilung.

Seh-Technologie auf Galliumarsenid-Basis

Das winzige Solarpanel soll sich selbst mit Strom versorgen und wäre tragbar. Kabel und Drähte im Auge wären dafür nicht nötig. Neben Roemer beschäftigen sich auch andere Wissenschaftler mit dem Einsatz von Solarzellen zur Wiederherstellung des Sehvermögens.

Der Ingenieur aus Sydney will dafür aber nicht auf Geräte auf Siliziumbasis setzen. Er erforscht, wie andere Halbleitermaterialien wie Galliumarsenid und Galliumindiumphosphid dafür nützlich sein könnten. Die Eigenschaften dieser Materialien lassen sich leichter einstellen und sie kommen in der Solarindustrie vor – damit wesentlich effizientere Solarzellen hergestellt werden können, erklärt die Universität.

"Um Neuronen zu stimulieren, braucht man eine höhere Spannung als die, die man von einer Solarzelle erhält", sagt Roemer. "Wenn man sich Fotorezeptoren als Pixel vorstellt, dann brauchen wir drei Solarzellen, um genügend Spannung zu erzeugen, um sie an das Gehirn zu senden. Wir untersuchen also, wie wir sie übereinander stapeln können, um dies zu erreichen."

Mit Galliumarsenid sei dies einfacher. Dafür ist das Material teurer als Silizium. Bisher konnte das Team um Roemer zwei Solarzellen auf einer Fläche von etwa einem Quadratzentimeter im Labor übereinander anordnen.

Die nächsten Schritte

Im nächsten Schritt sollten die Pixel erstellt werden, die für die Sichtbarkeit erforderlich sind. Zudem müssen die Rillen geätzt werden, um sie zu trennen. Nach jetzigen Kalkulationen soll das Endgerät etwa zwei Quadratmillimeter groß sein. Die einzelnen Pixel werden dabei eine Größe von etwa 50 Mikrometern haben.

"Es ist zu beachten, dass selbst bei der Effizienz von gestapelten Solarzellen das Sonnenlicht allein nicht stark genug ist, um mit diesen in die Netzhaut implantierten Solarzellen zu arbeiten", gibt Roemer zu bedenken. "Die Menschen müssen möglicherweise eine Art Brille oder eine intelligente Brille tragen, die mit den Solarzellen zusammenarbeitet und das Sonnensignal in der erforderlichen Intensität verstärkt, um die Neuronen im Auge zuverlässig zu stimulieren."

Nach den Laborversuchen werden zuerst Tierversuche folgen. Bis zur möglichen Marktreife wird demnach noch viel Zeit vergehen.

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