醫學中的納米技術:義大利科學家發明人工視網膜液體假體

2020-12-24 騰訊網

近日，義大利技術研究所(IIT-Istituto Italiano di Tecnologia)的研究取得了一種人工視網膜液體假體的革命性發展，這種假體可以對抗諸如色素性視網膜炎和老年性黃斑變性等疾病的影響，這些疾病會導致視網膜感光器的進行性退化，從而造成患者失明。這項研究發表在《自然納米技術》上。

該研究代表了視網膜修復的最新技術，是該團隊在有機半導體材料的基礎上對其2017年開發的平面人工視網膜模型的進一步完善(Nature materials 2017, 16: 681-689)。

「第二代」人造視網膜是仿生的，提供了高空間解析度，由一種水組分組成，其中懸浮著光活性聚合物納米顆粒(其大小為350納米，大約是頭髮直徑的1/100)，並將取代受損的光感受器。

實驗結果表明，納米粒子的自然光刺激實際上可以激活視網膜神經元，還不會發生退化，從而模仿了健康受試者的光感受器功能。

與其他現有方法相比，假體的新型液體特性可以讓手術更快，並且造成更少的創傷，手術會直接在視網膜下微注射納米顆粒，這些納米顆粒會困在視網膜，並取代退化的光感受器;這種方法還會提高效率。

研究人員收集到的數據還表明，和目前使用的方法相比，這項創新的實驗技術是一種有效的替代方法，可以恢復視網膜神經元的感光能力，同時保持其空間解析度，為未來的臨床試驗奠定了堅實的基礎。此外，這些光敏納米材料的發展還為未來在神經科學和醫學上的應用開闢了道路。

Fabio Benfenati評論說:「我們的實驗結果代表了革命性的進展，突出了納米材料在開發第二代視網膜假體以治療退行性視網膜失明方面的潛在相關性。液體人工視網膜植入物在確保寬視野和高解析度視覺方面具有巨大的潛力。將光活性聚合物包裹在比光感受器更小的顆粒中，可以增加與視網膜神經元相互作用的活性表面，並且可以輕鬆覆蓋整個視網膜表面，並在單個光感受器水平上縮放光活化。」

Guglielmo Lanzani總結說：「在這項研究中，我們將納米技術應用於醫學。特別是在我們的實驗室裡，我們已經實現了像微型光伏電池一樣的聚合物納米粒子，它基於生命生物化學的基本組成部分——碳和氫。一旦注入視網膜，這些納米顆粒就會形成與神經元大小相當的小聚集物，有效地表現為光感受器。」

IRCCS Ospedale Sacro Cuore Don Calabria眼科手術部門主任Grazia Pertile補充說：「與平面視網膜假體不同，在視網膜下注射光活性納米顆粒的手術過程是微創的，並且可以隨時間重複。與此同時，它也保持了聚合物假體的優勢，這種假體對進入眼睛的光線自然敏感，不需要眼鏡、相機或外部其他的能源進行刺激。」

本研究以臨床前模型為基礎，未來，進一步的實驗將會為該技術在臨床治療色素性視網膜炎和老年性黃斑變性等疾病打下基礎。

【編譯/前瞻經濟學人APP資訊組】

參考資料：https://phys.org/news/2020-06-nanotechnology-medicine-liquid-retina-prosthesis.html

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