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以色列科學(xué)家利用碳納米管薄膜技術(shù)恢復(fù)盲人視網(wǎng)膜感光性

作者：中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司來(lái)源：http://m.chun-tian.cn 日期：2014-11-17 16:16:25

摘要：光照射在眼球后部的視網(wǎng)膜上是視覺(jué)過(guò)程重要的第一步。但當(dāng)感光的視網(wǎng)膜退化，如發(fā)生在黃斑變性，視網(wǎng)膜不再具有感光性，人們就失去了部分或全部視力。如果視網(wǎng)膜在一些光電植入方法的幫助下重新具有感光性，那么視力就可以恢復(fù)。

碳納米管和納米棒的組合是用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)光敏膜，替代視網(wǎng)膜上受損的感光細(xì)胞。納米棒和納米管界面的電荷分離引發(fā)神經(jīng)元的反應(yīng)，這個(gè)信號(hào)能被大腦解釋。

然而，人工視網(wǎng)膜技術(shù)的發(fā)展仍然面臨許多挑戰(zhàn)：植入物應(yīng)具有長(zhǎng)期的感光性，應(yīng)該具有高空間分辨率，不應(yīng)該包含電線，植入的材料應(yīng)該具有生物相容性和機(jī)械靈活性。候選的材料包括導(dǎo)電聚合物材料和量子點(diǎn)膜技術(shù)，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。

恢復(fù)感光性的另一種方法是光遺傳學(xué)，將光敏蛋白質(zhì)(細(xì)菌視蛋白)引入到視網(wǎng)膜的神經(jīng)元上。但是，這種方法仍然需要一個(gè)電極來(lái)協(xié)助刺激這些神經(jīng)元的感光性。

發(fā)表在《納米快報(bào)》上的一篇新論文中，來(lái)自特拉維夫大學(xué)、耶路撒冷的希伯來(lái)大學(xué)和紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，包含在碳納米管和納米棒中的薄膜對(duì)無(wú)線視網(wǎng)膜光刺激特別有效。

“我們的工作最重要的意義是演示這種新材料（量子棒結(jié)合碳納米管）如何產(chǎn)生一個(gè)新的適合系統(tǒng)有效地刺激視網(wǎng)膜神經(jīng)系統(tǒng)。”論文合著者特拉維夫大學(xué)教授Hanein說(shuō)。

研究者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)薄膜附著在雞視網(wǎng)膜上，經(jīng)過(guò)14天的發(fā)展，視網(wǎng)膜產(chǎn)生了光生電流。這是一個(gè)可以被大腦解釋的神經(jīng)信號(hào)。

在新的薄膜結(jié)構(gòu)上，納米棒穿插在整個(gè)三維多孔碳納米管的基底，以及保證薄膜在一個(gè)柔性的基底上進(jìn)行植入。研究人員解釋說(shuō)，新薄膜的三維結(jié)構(gòu)光吸收率高、與神經(jīng)元結(jié)合性強(qiáng)、有效的電荷轉(zhuǎn)移等幾個(gè)。而其他的人工視網(wǎng)膜材料，如硅，是剛性的，不透明的，并且需要一個(gè)外部電源，新材料則沒(méi)有這些問(wèn)題。

因?yàn)檫@些優(yōu)勢(shì)，新的薄膜在人工視網(wǎng)膜應(yīng)用方面前景廣闊。研究人員還認(rèn)為，薄膜可以通過(guò)進(jìn)一步的研究，得到更多的改進(jìn)。

“目前，我們正在研究新的活體植入，觀察長(zhǎng)期植入效果，”Hanein說(shuō)。“我們將與視網(wǎng)膜外科醫(yī)生聯(lián)手，開(kāi)發(fā)與目前傳統(tǒng)的外科手術(shù)兼容的植入和測(cè)試程序，以便在今后進(jìn)行人體試驗(yàn)。”

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