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基于二维材料的新一代人工视网膜

2018年8月20日,美国化学学会:

科学家们报告说,他们已经成功开发并测试了世界上第一个超薄人工视网膜,这将大大改善现有的盲人植入式视觉技术。这种基于非常薄的二维材料的柔性装置,有一天可能会使数以百万计的视网膜疾病患者恢复视力。只要稍加修改,这个装置就可以用来跟踪心脏和大脑的活动。


今天,研究人员在第256届美国化学学会全国会议暨博览会上展示了他们的研究成果。


“这是第一次证明可以使用少量的石墨烯和二硫化钼成功地制造出人造视网膜,”吕南书博士说。“虽然这项研究还处于起步阶段,但对于使用这些材料来恢复视力来说,这是一个非常令人兴奋的起点,”她并补充说,这种装置也可以植入身体的其他部位,以监测心脏和大脑活动。


位于眼睛后部的视网膜包含特殊的光感受器细胞,称为视杆细胞和视锥细胞,它们能将传入的光转换成神经信号。这些脉冲通过视神经进入大脑,在那里它们被解码成视觉图像。


黄斑变性、糖尿病视网膜病变和色素性视网膜炎等疾病会损害或破坏视网膜组织,导致失明或完全失明。目前还没有治愈这些疾病的方法,但是硅基视网膜植入物已经恢复了一些人的少量视力。然而,Lu说这些设备是刚性的,扁平的和易碎的,使得他们很难复制视网膜的自然弯曲。因此,硅基视网膜植入物经常产生模糊或扭曲的图像,并可能对周围的眼部组织造成长期的拉伤或损伤,包括视神经。在奥斯丁的德克萨斯大学的Lu和她的合作者,首尔国立大学的Kim Dae-Hyeong博士,试图开发一种更薄,更灵活的替代品,可以更好地模仿自然视网膜的形状和功能。


研究人员使用二维材料,包括石墨烯和二硫化钼,以及金,氧化铝和硝酸硅的薄层,以创建灵活,高密度和弯曲的传感器阵列。该装置类似于扁平足球或二十面体的表面,符合天然视网膜的大小和形状,而不会对其造成干扰。

在实验室和动物研究中,该装置上的光电探测器很容易吸收光线,并通过一个柔性的外部电路板。电路板容纳了所有的电子设备,这些电子设备可以对光线进行数字化处理,刺激视网膜,并从视觉皮层获取信号。在这些研究的基础上,研究人员确定这种原型人工视网膜具有生物相容性,并成功模仿了人眼的结构特征。他们说,这可能是开发下一代柔性生物电子视网膜假体的重要一步。




https://m.phys.org/news/2018-08- ... ed-d-materials.html
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感谢飞狐兄!感谢所有可爱的人儿!
不知要多久才能临床。目前的植入物都太单一, 人体视网膜是多层组织,负责不同的任务, 细胞功能也不同, 不是简单的照相原理。手机都有三摄了, 拍摄立体三维景象, 人工视网膜也该参照这个思路, 多岑叠加,协作分工。假如能实现3-4层的人工膜组合处理任务, 才是真正的突破吧
所言甚是。就如同视网膜立体结构一样,每一部分都拥有各自的独立功能,各部分又相互协作直至实现视觉的完美转化。若要使人工视网膜达到上术之程度,恐怕仍需较长时间。当下,最紧迫的不是奢求拥有完美程度的视网膜,而是能基本改善视功能使其足以应付日常生活的手段。环顾各种成果,日本的理化中心所探索的途径恐怕似乎会有无可比拟的效果。让我们共同期待吧!
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