科技創造未來,人造視網膜——眼疾患者的福音!
一項新的研究表明,由有機墨水和黃金製成的人造視網膜有可能在某一天,幫助人們恢復視力。
這種新器件是一種非常薄的有機水晶顏料,廣泛用於印刷油墨,化妝品和紋身。根據該研究報告,當這些顏料排列成特定的分層幾何形狀時,晶體可以吸收光線並將其轉換為電信號,就像光敏細胞(稱為光感受器)在眼睛中形成視網膜,並使視力重新出現。
眼睛
該裝置有望為數百萬患有視網膜色素變性,遺傳性眼病和年齡相關性黃斑變性等疾病的患者恢復視力,這些都是老年人失明的主要原因。
在這些疾病中,光感受器喪失,但視網膜中處理電信號並將其傳輸到大腦的其他神經元得以保留。這些神經元完全健康且功能正常。因此,科學家們在嘗試繞過光感受器,直接刺激神經元嗎
繞過感光器並不是一個新想法。還有其他視網膜植入物正在進行人體測試或已經上市。有些人使用外部攝像頭傳輸到植入視網膜的電極,並使用另一個植入耳後的設備為設備供電。其他團隊正在探索使用微型太陽能電池作為光感受器的替代品的無線方法。
視網膜
新型植入物的區別在於它是無線的,並且使用有機化合物代替硅基材料,使其更容易被人體接受。
這必然是一個獨一無二的方法,眼睛自然有一層色素層,所以這種方法更類似於創造出一個視網膜。
該設備還非常薄,對於植入精緻眼部組織的任何東西都非常重要,據研究,這種設備僅80納米,比單一神經元薄100倍,比目前最薄的硅視網膜植入物薄500倍。
創造無線植入物,很難產生足夠的能量來激活神經元。所以,尋找解決方案包括測試和優化不同顏料組合的吸收光是當務之急。他們把兩層不同的顏料放在一層黃金上。當這個三明治暴露在光線下時,電子積累在頂部,正電荷進入底部,裝載金層。當放置在與眼內環境類似的鹽水中時,該裝置產生由鄰近神經元感測到的電場。
在視網膜上測試設備時,研究團隊從雞胚中提取視網膜。隨著雞在雞蛋中生長,其眼睛在第14天發育,但感光細胞直到第16天才形成。這給研究人員提供了兩天的時間窗口,以使他們有足夠時間測試設備。
將設備連接到提取的雞視網膜後,研究人員對其照射並發現其產生足夠的電力以刺激其餘的視網膜神經元。
動物眼睛
該團隊現在在志願者人類視網膜外科醫生的幫助下,在活兔中測試該設備。儘管兔子不會失明,但他們也不會看到紅色,因為它們只有綠光和藍光光感受器。如果視網膜植入物吸收了紅色光譜,按照預期工作,研究人員將能夠看到動物視覺皮層產生的神經元反應。換句話說,如果兔子能看到紅色,那麼毫無疑問,設備時奏效的。
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