導讀
近日，以色列特拉維夫大學和瑞典林雪平大學正在開發一種人工視網膜，它由在化妝品和印刷墨水中廣泛使用的有機顏料製成，由類似數字攝像頭傳感器的納米級微型像素組成。研究人員希望它能夠幫助盲人恢復視力。
背景
人類視網膜由幾個細胞薄層組成。
眼球后方的光敏神經元能將入射光轉化為電信號，而其他的細胞則負責處理神經脈衝，並沿著視神經將它們傳輸至大腦的一塊稱為“視覺皮層”的區域。
如果一個人由於光敏細胞退化，無法將光信號轉化為電脈衝，因此喪失了視力，那麼通過手術將人工視網膜植入到眼睛中可以幫助他恢復視力。
創新
近日，以色列特拉維夫大學（Tel Aviv University ）和瑞典林雪平大學（Linköping University）正在開發一種人工視網膜，它由在化妝品和印刷墨水中廣泛使用的有機顏料製成，由類似數字攝像頭傳感器的納米級微型像素組成。研究人員希望它能夠幫助盲人恢復視力。
（圖片來源：Thor Balkhed）
林雪平大學有機電子實驗室有機納米晶體小組首席研究員 Eric Glowacki 領導的研究團隊開發出這種簡單的微型光敏薄膜，它能將光脈衝轉化為電信號。這些信號相應地刺激神經元（神經細胞）。
研究小組選擇了專注於一項特別迫切的應用：人工視網膜，它有望在未來幫助盲人恢復視力。專注於專門從事納米材料與有機電子器件研究的瑞典團隊與以色列、意大利以及澳大利亞的研究人員展開合作，優化這項技術。以色列特拉維夫大學Yael Hanein 的研究小組領導了視力恢復實驗。在電子器件與神經系統之間的接口方面，Yael Hanein 的小組是全世界領先的。
近日，研究成果發表於科學雜誌《先進材料（Advanced Materials）》。
技術
人工視網膜由圓形的光敏材料薄膜組成，類似於數字攝像頭傳感器的單個像素。每個像素都真正是微型的，其厚度大約不足單個細胞的百分之一，其直徑小於人類頭髮的直徑。它由半導電的納米晶體顏料組成。這種顏料是便宜和無毒的，通常用於商用的化妝品和紋身油墨。
如下圖所示，半導電的有機像素位於超薄金片的上方。有機島和下方金片的厚度不足單個神經元的百分之一。
（圖片來源：Thor Balkhed）
Eric Glowacki 將人工視網膜描述為微型的甜甜圈，其中具有含晶體的顏料和環繞它的金屬環。其工作無需任何外部連接器，神經細胞可立刻被激活。
特拉維夫大學的博士後研究員 David Rand 表示：“如果我們要控制刺激神經細胞，響應時間必須很短。這裡，神經細胞能被直接激活。我們已經演示了，我們的設備不僅可用於刺激大腦中的神經元，也可以用於刺激無機能的視網膜。”
價值
這項應用不僅有助於幫助盲人恢復視力，另外Eric Glowacki 還表示：“我們已經優化了光敏薄膜，使之可以感受近紅外光，由於生物組織例如骨頭、血液和皮膚，在這些波長都是最透明的。這將提升其未來在人體中進行其他應用的可能性。”
關鍵字
視網膜、細胞、攝像頭、薄膜
【1】https://liu.se/en/news-item/organiska-ledande-pigment-kan-ge-blinda-synen-ater
【2】David Rand, Marie Jakešová, Gur Lubin, Ieva Vėbraitė, Moshe David-Pur, Vedran Đerek, Tobias Cramer, Niyazi Serdar Sariciftci, Yael Hanein, Eric Daniel Głowacki. Direct Electrical Neurostimulation with Organic Pigment Photocapacitors. Advanced Materials, 2018; 1707292 DOI: 10.1002/adma.201707292
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