O vytvoření umělého oka, které by navrátilo zrak tisícům nevidomých, paralelně usiluje celá řada výzkumných pracovišť. Vědci z americké Sandia National Laboratories v Albuquerqe nyní dělají významný krok k tomuto cíli: vyvíjejí miniaturní biologickou baterii, která může být implantována přímo do lidského oka, aby dodávala energii umělé sítnici.
Až dosud se snahy o vytvoření funkční náhrady oka a dalších podobných částí lidského těla ubíraly cestou využití běžné techniky a elektroniky - oční protézy například nejčastěji měly podobu miniaturizovaných kamer, obvykle umístěných mimo tělo, třeba na brýlích. I když by to v případě úspěchu pro postižené představovalo velké ulehčení života, přesto se jedná o dost nepraktické a těžkopádné řešení.
Naproti tomu výzkum „pěstování“ celých nových očí nebo jejich tkání z nediferencovaných buněk organismu by sice jednou mohl vést k plnohodnotné náhradě, zatím se ale dařil pouze u nižších organismů. Za největší úspěch se považuje implantace takto vytvořeného oka u pulců, jejichž regenerační schopnosti jsou ovšem pověstné a lidem se o nich může jen zdát.
Praktická třetí cesta
V poslední době se proto prosazuje směr, který slučuje přednosti biologické a technické cesty k orgánovým náhradám: nanotechnologická zařízení, která by využívala procesy probíhající v živých buňkách a tkáních. Americký National Eye Institute, součást National Institutes of Health (NIH) proto vypsal pětiletý grant ve výši 6,5 milionů dolarů s cílem vytvořit centrum pro vývoj nanotechnologických zařízení napodobujících biologické procesy.
Pracoviště působící na University of Illinois má navrhovat, modelovat a vytvářet lékařsky využitelné nanotechnologické postupy využívající přírodní i syntetické bílkoviny, které kontrolují pohyb iontů skrz biologické membrány.
Jedním z prvních úkolů tohoto centra je vyvinutí miniaturní biologické baterie vyrábějící energii pro nanotechnologické implantáty, v první řadě pro umělou oční sítnici, kterou již dříve připravil Doheny Eye Institut na University of Southern Carolina. Tato umělá sítnice - včetně biobaterie - se má používat pro léčení některých degenerativních onemocnění oka.
První částí úkolu je matematické modelování a simulace biologických pochodů, které by mohly být využity k vytvoření výkonné biologické baterie. Ta by měla být tak malá, aby ji bylo možné snadno implantovat přímo do oka nebo do jeho bezprostřední blízkosti. Musí také pracovat trvale bez nabíjení ani jiných zásahů z vnějšku. Řešením této části úkolu byla pověřena Sandia National Labs. v Albuquerque.
Po vzoru elektrického úhoře
„Využijeme našich zkušeností s počítačovými modely, abychom detailně pochopili, jak přenašeče iontů pracují v živých organismech při výrobě elektrické energie,“ objasnila členka multidisciplinárního výzkumného týmu Susan Rempeová. „Zvlášť se zaměříme na specializované přenašeče iontů, které biologové objevili v elektrických orgánech některých ryb, zejména paúhoře elektrického.“
Není přitom bez zajímavosti, že v přírodě jsou biologické baterie rozšířenější, než se na první pohled zdá. Zmíněný paúhoř elektrický z povodí Amazonky a Orinoka je energetickým rekordmanem, protože velké exempláře dokáží ochromovat kořist či útočníky výboji o napětí až 600 V a proudu více než půl ampéru.
Ale ani některé další ryby nezůstávají pozadu - parejnok elektrický generuje napětí okolo 80 volt při několikaampérovém proudu, sumec elektrický žijící v Africe dává napětí až 100 V. Žraloci a některé ryby (například rypoun nilský) používají biologicky generovanou elektřinu pro činnost zvláštních smyslových orgánů.
Nanotechnologické napodobeniny přírodních zdrojů napětí vyvíjené v Sandia National Labs. budou využívat křemíkovou technologii -podobnou, jaká se používá pro výrobu mikročipů. Vědci se ale nechtějí spokojit jen s prostou biologickou baterií. Předpokládají, že takové zařízení by vedle produkce elektřiny mohlo plnit i další funkce, například detekci přítomnosti určitého typu molekul, stavu okolních tkání a podobně.
