碳納米管膜可讓受損視網(wǎng)膜重新感光
時間:2016-10-21 作者:topmembranes
（文章來源：科技日報）
最近，一個由以色列特拉維夫大學(xué)、耶路撒冷希伯來大學(xué)和英國紐卡斯特大學(xué)的研究人員組成的國際小組，開發(fā)出一種包含碳納米管和納米棒的薄膜，有望作為一種無線植入設(shè)備，誘導(dǎo)視網(wǎng)膜光刺激效果極佳。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《納米快報》上。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，光射到眼睛后面的視網(wǎng)膜上，是視覺過程的第一步。如果黃斑退化，使視網(wǎng)膜上的光受體變性，視網(wǎng)膜就無法再對光照起反應(yīng)，使病人喪失所有視力。但如果在某種光電植入設(shè)備的幫助下，能讓視網(wǎng)膜重新感光，病人就可能恢復(fù)視力。
目前，人造視網(wǎng)膜的開發(fā)還面臨許多挑戰(zhàn)：植入設(shè)備要能長期感光，要有相當(dāng)高的空間分辨率，不含電線，能適應(yīng)身體而不排斥，還要有一定的機械柔韌性。人造視網(wǎng)膜的候選材料包括導(dǎo)電聚合物和量子點膜，但在滿足這些要求方面各有優(yōu)點和缺點。另一種途徑是恢復(fù)視網(wǎng)膜的感光能力，利用光基因?qū)W技術(shù)，將感光蛋白（細菌的視蛋白）插入視網(wǎng)膜神經(jīng)元中。但這種方法仍需要電極來協(xié)助神經(jīng)元的光感應(yīng)刺激。在膜結(jié)構(gòu)中，納米棒散布于整個3維的多孔納米管矩陣里，最后使膜形成一種適于植入的柔韌靈活的基質(zhì)層。研究人員指出，這種新材料膜的3維結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點，包括光吸收率高、能與神經(jīng)元緊密結(jié)合、高效傳電等，而其他人造視網(wǎng)膜的候選材料，如硅比較堅硬、不透明，還需要外部電源，而新材料沒有這些問題。有了這些優(yōu)點，新型膜在未來人造視網(wǎng)膜應(yīng)用中很有前景。
“這一成果的最大意義在于展示了新材料（量子棒結(jié)合碳納米管）是怎樣形成了一種新系統(tǒng)，而這種系統(tǒng)能有效刺激神經(jīng)系統(tǒng)。”論文合著者、特拉維夫大學(xué)教授耶爾·哈內(nèi)恩說。
研究人員把這種膜貼附在14天大的小雞的視網(wǎng)膜上（此時小雞視網(wǎng)膜還沒有感光能力，是完全的瞎子），視網(wǎng)膜就會產(chǎn)生光致電流——這是一種神經(jīng)信號，這種信號傳入大腦后可以由大腦來解釋處理。
研究人員還希望在今后研究中能繼續(xù)改進它。“目前，我們正在活體中研究這種新型植入體，希望能在長期應(yīng)用中觀察它的性能。”哈內(nèi)恩說，“我們與視網(wǎng)膜醫(yī)生合作來開發(fā)這種植入體，并測試它與傳統(tǒng)手術(shù)的兼容性，目標是讓它將來能用于人類臨床。”