Description du projet
Des interfaces neuronales photovoltaïques basées sur des points quantiques et des nanofils pour restaurer la vision
Les photorécepteurs rétiniens sont de minuscules systèmes de conversion d’énergie, qui transforment la lumière en un message électrochimique interprété par le cerveau. La dégénérescence des photorécepteurs entraîne la cécité chez des millions de personnes. Les implants actuels exploitent des cellules photovoltaïques qui fonctionnent de manière comparable. Toutefois, étant donné que les photodiodes sur lesquelles ils reposent ne répondent pas aux exigences en matière de performances techniques, ils ne peuvent pas restaurer la vision de manière adéquate. Le projet MESHOPTO, financé par le CER, développera des interfaces neuronales photovoltaïques efficaces de haute technologie à l’échelle cellulaire basées sur des points quantiques et des nanofils capables de stimuler efficacement les neurones. Elles seront intégrées dans des implants rétiniens semblables à du tissu (optoélectronique de maillage rétinien) pour offrir une vision artificielle. Le projet combine la synthèse de nanomatériaux, la microfabrication et la caractérisation du dispositif, des études de neurones primaires et des modèles d’expérimentation in vivo de la dégénérescence des photorécepteurs.
Objectif
Visual sense is vital for all of us. Blindness has severe negative psychological, social, and economical consequences, and degeneration of photoreceptors is a leading cause of it. Photovoltaic retina implants are the current electronic solution to restore vision loss due to photoreceptor degeneration. Since the state-of-the-art implants are based on photodiodes, which face challenges in terms of miniaturization, efficiency, and compatibility with mechanical and structural properties of the retina, artificial vision still falls short to overcome the legal blindness level. We propose a novel concept of Retinal Mesh Optoelectronics that will simultaneously satisfy (a) high-pixel density for high visual acuity, (b) conformability to match the natural curvature of the retina for optimal vision quality, (c) flexibility for coverage of a large area of the retina for a wide field of view, (d) seamless integration to keep the remaining healthy photoreceptors intact, (e) biocompatibility, (f) usage of safe capacitive current, (g) injectability and (h) removability.
Toward this aim, we will initially develop efficient, thin, and cellular-sized photovoltaic neural interfaces based on quantum dots and nanowires. For that, non-toxic quantum dots that have strong light absorption at near-infrared will be synergized with the nanowires that have unique light-trapping and high surface area for efficient photostimulation of neurons. Then, we will translate these devices to porous and flexible tissue-like retinal implants for artificial vision. Starting from the nanomaterial synthesis to optoelectronic device fabrication and bioelectronic mesh formation, this challenging innovation combining nanomaterials, photonics and abiotic-biotic interfaces will be explored from primary neurons up to in-vivo experimental models of photoreceptor degeneration in order to move the results toward clinical application.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
34450 Istanbul
Turquie