2025年4月17日
作者：Kevin Stacey
美国布朗大学研究人员的一项新研究表明，金纳米粒子（比人的头发细数千倍的微小金粒）有朝一日可能被用来帮助患有黄斑变性和其他视网膜疾病的人恢复视力。
在发表于《ACS Nano》杂志的一项研究中，研究团队证明，注射到视网膜中的纳米粒子可以成功刺激视觉系统，并恢复患有视网膜疾病的小鼠的视力。该研究结果表明，一种新型的视觉假体系统，将纳米粒子与佩戴在眼镜或护目镜中的小型激光装置结合使用，或许有朝一日能够帮助视网膜疾病患者重见光明。
美国国立卫生研究院博士后研究员、布朗大学博士后研究员、该项研究的负责人聂嘉瑞说道：“这是一种新型视网膜假体，无需任何复杂的手术或基因改造，就能恢复因视网膜变性而丧失的视力，我们相信，这项技术有可能改变视网膜变性治疗的模式。”
聂嘉瑞在 Jonghwan Lee 的实验室里完成了这项工作。Jonghwan Lee 是布朗大学工程学院的副教授，也是布朗大学卡尼脑科学研究所的附属教员，负责监督这项工作并担任该研究的资深作者。
黄斑变性和视网膜色素变性等视网膜疾病影响着美国乃至全球数百万人。这些疾病会损害视网膜中感光细胞——光感受器——将光转换成微小电脉冲的“视杆细胞”和“视锥细胞”。这些电脉冲会刺激视觉链上其他类型的细胞，即双极细胞和神经节细胞，它们处理光感受器信号并将其发送到大脑。
这种新方法是将纳米粒子直接注射到视网膜中，绕过受损的光感受器。当红外光聚焦在纳米粒子上时，它们会产生微量的热量，以与光感受器脉冲类似的方式激活双极细胞和神经节细胞。由于黄斑变性等疾病主要影响光感受器，而双极细胞和神经节细胞则保持完整，因此该策略有可能恢复视力。
在这项新研究中，研究团队在小鼠视网膜和患有视网膜疾病的活体小鼠身上测试了纳米粒子方法。注射液态纳米粒子溶液后，研究人员使用图案化的近红外激光将形状投射到视网膜上。通过钙信号检测细胞活动，研究团队证实纳米粒子以与激光投射形状相匹配的模式刺激了双极细胞和神经节细胞。
实验表明，炎症和毒性的代谢标志物所示，纳米颗粒溶液和激光刺激都没有引起可检测到的不良副作用。研究人员利用探针证实，纳米颗粒的激光刺激可增强小鼠视觉皮层的活动——这表明先前缺失的视觉信号正在被大脑传输和处理。研究人员表示，这代表视力至少已得到部分恢复，这对于将类似技术应用于人类具有重要意义。
对于人类应用，研究人员设想了一种将纳米颗粒与安装在眼镜或护目镜中的激光系统相结合的系统。护目镜中的摄像头将收集来自外界的图像数据，并利用这些数据驱动红外激光器的图案化。然后，激光脉冲将刺激人类视网膜中的纳米颗粒，使人们能够看见东西。 该方法与几年前美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于人体的一种方法类似。旧方法将摄像系统与通过手术植入眼内的小型电极阵列相结合。
聂嘉瑞教授表示：”纳米粒子方法有几个关键优势。首先，它的侵入性要小得多。与手术相比，玻璃体内注射是眼科最简单的手术之一。此外，它还具有功能优势。之前方法的分辨率受限于电极阵列的尺寸——大约60个平方像素。由于纳米粒子溶液覆盖了整个视网膜，新方法有望覆盖患者的整个视野。而且，由于纳米粒子对近红外光而非可见光有反应，该系统不一定会干扰患者可能保留的任何残余视力。
聂嘉瑞在谈到这项研究时说道：“在临床环境中尝试这种方法之前还需要做更多的工作，但这项早期研究表明这是可行的。我们证明了纳米粒子可以在视网膜中停留数月，且不会产生严重副作用，“我们还证明了它们能够成功刺激视觉系统。这对于未来的应用来说非常令人鼓舞。”
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