导读
近日,以色列特拉维夫大学和瑞典林雪平大学正在开发一种人工视网膜,它由在化妆品和印刷墨水中广泛使用的有机颜料制成,由类似数字摄像头传感器的纳米级微型像素组成。研究人员希望它能够帮助盲人恢复视力。
背景
人类视网膜由几个细胞薄层组成。
(图片来源:维基百科)眼球后方的光敏神经元能将入射光转化为电信号,而其他的细胞则负责处理神经脉冲,并沿着视神经将它们传输至大脑的一块称为“视觉皮层”的区域。
(图片来源:维基百科)如果一个人由于光敏细胞退化,无法将光信号转化为电脉冲,因此丧失了视力,那么通过手术将人工视网膜植入到眼睛中可以帮助他恢复视力。
创新
近日,以色列特拉维夫大学(TelAvivUniversity)和瑞典林雪平大学(LinkpingUniversity)正在开发一种人工视网膜,它由在化妆品和印刷墨水中广泛使用的有机颜料制成,由类似数字摄像头传感器的纳米级微型像素组成。研究人员希望它能够帮助盲人恢复视力。
(图片来源:ThorBalkhed)林雪平大学有机电子实验室有机纳米晶体小组首席研究员EricGlowacki领导的研究团队开发出这种简单的微型光敏薄膜,它能将光脉冲转化为电信号。这些信号相应地刺激神经元(神经细胞)。
研究小组选择了专注于一项特别迫切的应用:人工视网膜,它有望在未来帮助盲人恢复视力。专注于专门从事纳米材料与有机电子器件研究的瑞典团队与以色列、意大利以及澳大利亚的研究人员展开合作,优化这项技术。以色列特拉维夫大学YaelHanein的研究小组领导了视力恢复实验。在电子器件与神经系统之间的接口方面,YaelHanein的小组是全世界领先的。
近日,研究成果发表于科学杂志《先进材料(AdvancedMaterials)》。
技术
人工视网膜由圆形的光敏材料薄膜组成,类似于数字摄像头传感器的单个像素。每个像素都真正是微型的,其厚度大约不足单个细胞的百分之一,其直径小于人类头发的直径。它由半导电的纳米晶体颜料组成。这种颜料是便宜和无*的,通常用于商用的化妆品和纹身油墨。
如下图所示,半导电的有机像素位于超薄金片的上方。有机岛和下方金片的厚度不足单个神经元的百分之一。
(图片来源:ThorBalkhed)EricGlowacki将人工视网膜描述为微型的甜甜圈,其中具有含晶体的颜料和环绕它的金属环。其工作无需任何外部连接器,神经细胞可立刻被激活。
特拉维夫大学的博士后研究员DavidRand表示:“如果我们要控制刺激神经细胞,响应时间必须很短。这里,神经细胞能被直接激活。我们已经演示了,我们的设备不仅可用于刺激大脑中的神经元,也可以用于刺激无机能的视网膜。”
价值
这项应用不仅有助于帮助盲人恢复视力,另外EricGlowacki还表示:“我们已经优化了光敏薄膜,使之可以感受近红外光,由于生物组织例如骨头、血液和皮肤,在这些波长都是最透明的。这将提升其未来在人体中进行其他应用的可能性。”
关键字
视网膜、细胞、摄像头、薄膜
参考资料