国产人工角膜来了，“仿生眼”还早吗？

时间：2021-03-10 00:00:00 来源：网络整理

中国自主研制的人工角膜将于6月用于临床，预计售价为5000美元。著名眼科医生陶勇在微博发表评论：“国家强大！民族自信！科技强国，造福百姓。感觉热血沸腾，天下无盲早日来到。”在治盲路上，还有一种膜也备受科学家关注——视网膜。位于眼球前部的角膜是一层没有血管富含神经的透明薄膜，而视网膜位于眼球内侧，富含视觉细胞和神经细胞，负责感光成像，并将视觉信息传送给大脑。

相信很多人都曾受到“高度近视导致视网膜脱落”、“长时间注视电脑导致视网膜脱落”这类新闻的惊吓，与多为外伤和感染所致的终末角膜盲不同，视网膜破损变性的病因还与遗传、高度近视、衰老等因素有关。

例如视网膜色素变性和老年性黄斑变性是两种主要的致盲疾病，药物疗法和外科手术都很难将患者视力恢复到“能用”水平。随着人口老龄化，老年性黄斑变性患者人数将进一步升高。目前最有希望的方法是植入人工视网膜假体，通过电刺激视网膜生育的功能神经元提供人工视觉。

“但目前的植入物效果很差，佩戴者仍然被认为是法律上的盲人，”瑞士洛桑埃科尔理工学院（EpFL）工程学院神经工程主席Diego Ghezzi博士说。“为了过上正常的生活，植入者必须恢复至少40度的视野。目前的植入物只能达到20度。”

2015年以来，EpFL团队就在Ghezzi带领下开发能与配备摄像头的眼镜和微型计算机联合使用的人工视网膜。

他们的技术的工作原理是，嵌在眼镜中的摄像头捕捉佩戴者视野中的图像，并将数据发送到放置在眼镜一个末端的微型计算机。微型计算机把这些数据转换成光信号，然后传送到视网膜植入物的电极上。然后电极刺激视网膜，使佩戴者看到简化的黑白图像。

这种简化的世界观是由视网膜细胞受到刺激时出现的光点组成的。不过，佩戴者必须学会解读许多光点，才能分辨出形状和物体。“这就像当你看着夜空中的星星时，你可以学会识别特定的星座。失明的病人会看到与我们的系统类似的东西，”Ghezzi说。

这个系统还没有在人类身上测试过。“我们还没有被授权将我们的设备植入人类患者体内，因为获得医疗批准需要很长时间。但我们提出了一个测试过程，实际上是一种变通方法。更具体地说，工程师们开发了一个虚拟现实程序，可以模拟病人在植入物上看到的东西。”

他们的研究结果发表在《Communication Materials》杂志。

一个人视力的健康程度通过视野和分辨率来衡量。工程师团队也使用这些参数来评估他们的系统。他们开发的视网膜植入物包含10500个电极。每一个都产生一个光点。

“我们不确定这是电极太多还是不够。我们必须找到正确的数字，这样复制的图像就不会变得太难辨认了。这些点之间的距离必须足够远，以便患者能够分辨出彼此靠近的两个点，但必须有足够的点来提供足够的图像分辨率，”Ghezzi说。

工程师们还必须确保每个电极都能可靠地在视网膜上产生一个光点。“我们想确保两个电极不会刺激视网膜的同一部分。所以我们进行了电生理测试，包括记录视网膜神经节细胞（视网膜内表面的一种神经元）的活动。结果证实每个电极确实激活了视网膜的不同部分。”

接下来，研究小组使用虚拟现实程序来测试10500个光点是否能提供足够的分辨率。“我们的模拟显示，所选择的点的数量，电极的数量，工作得很好。从定义上来说，使用更多电极不会给患者带来任何真正的好处。