- Profesor supervisor: PhD. Claudia Chaves Villarreal
Periodo de trabajo: 2020-2021
Título del proyecto: "Desarrollo de una Prótesis de Retina Basada en la Proteína Bacteriorodopsina"
Resumen del proyecto:
La retina es un tejido que recubre la superficie interior cóncava de la parte posterior del ojo que contiene células fotorreceptoras activadas por la luz que convierten las señales de luz en señales electroquímicas, las cuales son transportadas a las neuronas de la retina. Las neuronas de la retina, a su vez, transmiten las señales a los centros visuales del cerebro a través del nervio óptico, permitiendo así que el cerebro perciba imágenes visuales. Diversas condiciones asociadas a daños a nivel de la retina pueden causar ceguera, incluyendo la degeneración macular relacionada con la edad (DMAE) y la retinitis pigmentosa (RP). Ante esto, los implantes subretinales basados en proteínas tienen un gran potencial para restaurar la visión en pacientes cegados por disfunciones de la retina.
Entre las proteínas con mayor potencial para ser utilizadas en la elaboración de una retina artificial se encuentra la proteína fotoactiva bacteriorrodopsina (bR), la cual posee propiedades que la hacen muy adecuada para aplicaciones ópticas y fotoeléctricas.
En el presente trabajo se muestra el desarrollo de una celda biotofovoltaica para su potencial uso en una prótesis de retina basada en la proteína bacteriorrodopsina, con el fin de que esta celda pueda llegar a reemplazar las células fotorreceptoras degeneradas. Los sustratos sobre los cuales se inmobilizará la proteína se prepararán recubriendo vidrio conductor (ITO) con TiO2. La proteína se inmovilizará de forma covalente al sustrato por el método de dropcasting con deposición electroforética. Para verificar la inmovilización de la bR y su funcionalidad se utilizarán diversas técnicas de espectroscopia, así como microscopía electrónica SEM. Los orbitales de frontera (LUMO y HOMO) de la proteína se determinarán por medio de voltametría cíclica. A partir de la posición del LUMO y HOMO se seleccionará un mediador redox adecuado para la celda solar. Los fotoánodos bR se ensamblarán con contraelectrodos y se rellenaran con un electrolito que contiene el par redox seleccionado, para obtener las celdas sensibilizadas con bR (bR-CS). La corriente eléctrica generada por la bR-CS se determinará por medio de un medidor de corriente-voltaje bajo la iluminación de un simulador solar. Por otra parte, la resistencia y tasa de transferencia de carga de las bR-CS utilizando distintos surfactantes se comparará por medio de espectroscopia de impedancia electroquímica, con el fin de mejorar la transferencia de carga en la interfaz. Los datos experimentales se ajustarán a un modelo matemático del circuito equivalente de la bR-CS para comparar los valores de resistencia de los componentes internos de la celda.