Erkrankungen wie altersbedingte Makuladegeneration gehen mit dem Verfall der sogenannten Photorezeptoren, also den Sinneszellen zur Farbwahrnehmung, einher. Die medizinische Neuroprothetik bietet einen Therapieansatz mit Geräten, die mit dem Nervensystem interagieren, um verloren gegangene Funktionen wiederherzustellen. Ein bekanntes Beispiel solcher Ansätze sind Cochlea-Implantate bei Gehörlosen, die Schall in elektrische Signale umwandeln. Die Photovoltaik-Implantate funktionieren nach dem gleichen Prinzip, indem sie Licht in Farbwahrnehmungen umsetzen. Ein entscheidender Vorteil der Technologie ist, dass keine Drähte ins Auge implantiert werden müssen, was ein sehr komplizierter Eingriff ist.
Strom aus Licht wird zu Farbwahrnehmung
Vorbild waren Dünnschichtsolarmodule aus Gallium-Arsenid
Derzeit befindet sich das Forschungsprojekt in der Phase des „Proof of Concept“, also dem Nachweis der grundsätzlichen Machbarkeit. Bisher sind die Tests ausgesprochen gut verlaufen. Modell für die Mini-Solarzellen im Auge standen den Forschenden Dünnschichtsolarzellen aus Halbleitermaterialien wie Galliumarsenid und Galliumindiumphosphid. Diese biegsamen Solarzellen sind viel leichter als die Dickschicht-Module aus Silizium. Um genügend Spannung für die Stimulation der Neuronen zu erzeugen, benötigt man mehrere Schichten des verwendeten Materials. Vor allem Galliumarsenid ist daher als Material für die Implantate sehr vielversprechend, da es sich viel leichter schichten lässt als Silizium. Zudem hatten diese Solarzellen bei Versuchen des Frauenhofer-Instituts sehr hohe Wirkungsgrade von fast 69 % erreicht.
Indium und Gallium sind die idealen Metalle für optische Implantate
Nicht nur Gallium, auch Indium kommt bei der Entwicklung optischer Implantate zum Einsatz (wir berichteten). Weil beide Technologiemetalle sowohl für den Bereich der Hochtechnologie als auch in der medizinischen Materialforschung zunehmend relevanter werden, sollten Investoren sie auf jeden Fall im Auge behalten.