技術文章您現在的位置:首頁 > 技術文章 > 科學家開發新視網膜假體 原理類似太陽能電池
科學家開發新視網膜假體 原理類似太陽能電池
更新時間:2013-02-26   點擊次數:1146次


美國斯坦福大學醫學院開發出一種類似於(yu) 太陽能電池係統的視網膜假體(ti) ,可通過手術植入視網膜下麵,幫助那些因退行性眼病而失明的患者恢複視力。相關(guan) 論文發表在今天出版的《自然·光子學》雜誌上。

老年性黃斑變性、視網膜色素變性等視網膜退行性病變患者,其視網膜感光細胞緩慢退化,zui終會(hui) 導致失明,但內(nei) 部視神經基本未損,還能將來自感光細胞的信號傳(chuan) 輸給大腦。視網膜假體(ti) 則能幫助患者重見光明。

研究人員介紹說,他們(men) 的新型視網膜假體(ti) 裝置有一對專(zhuan) 門設計的目鏡,上麵裝有微型攝像機和處理視覺數據流的微型計算機,生成的圖像顯示在嵌在目鏡中的微型液晶顯示器上,顯示器發出近紅外激光脈衝(chong) 將播放圖像投射在一個(ge) 光電矽芯片上,芯片植入視網膜下,隻有一根頭發的1/3那麽(me) 薄。芯片上的光敏二極管會(hui) 產(chan) 生電流,引發視網膜信號傳(chuan) 給大腦,由此讓患者獲得視覺。

“其工作原理就像太陽能電池,把光轉化為(wei) 電流,不同的是電流是在視網膜中引發。”論文作者之一、眼科學副教授丹尼爾·帕蘭(lan) 克說,視網膜好比膠片或數字芯片,每個(ge) 感光細胞是一個(ge) 像素。他們(men) 用光敏二極管代替了這些感光細胞,每個(ge) 像素就像一個(ge) 小型太陽能電池,受到光照會(hui) 產(chan) 生電流,電流再刺激視網膜內(nei) 層中的視神經元。由此產(chan) 生一種瀑布效應,激活視網膜外層的神經節細胞,向大腦發出視覺信息,讓患者能夠看見。

目前已有其他類型的視網膜假體(ti) 進入臨(lin) 床試驗,但這些設備的移植手術非常笨重,要在眼睛裏植入線圈、電纜或天線,以向植入的視網膜供電並提供信息。設備用近紅外光來傳(chuan) 播圖像,不需要任何電線光纜,而且非常薄,易於(yu) 植入。“手術隻要把一個(ge) 小包植入視網膜下,然後在其中放入光電電池。”帕蘭(lan) 克說,而且這種光電電池還能在眼中大量排布,提供更廣闊的視域。

實驗中,研究小組製作了一個(ge) 鉛筆尖大小、含有幾百個(ge) 光敏二極管的芯片,並用正常小鼠和失明小鼠的視網膜作為(wei) 變性視網膜模型。他們(men) 把該芯片放在視網膜下麵,並在神經節細胞層上放了一個(ge) 多電極陣列,以檢測電流活動。發出光脈衝(chong) 後,無論是可見光還是近紅外光,都在光敏二極管中產(chan) 生了電流。

正常小鼠的神經節對可見光的刺激反應和預期一樣,並對近紅外光產(chan) 生了類似反應。在失明小鼠視網膜中,正常光線隻能引起微弱反應,近紅外光引發了強烈反應,幾乎達到了正常小鼠視網膜的水平。

初步實驗數據顯示視覺信號正在到達大腦,目前實驗仍在進行中。斯坦福大學已經為(wei) 這一係統中的兩(liang) 項技術申請了。

 

推薦收藏該企業網站