科研前线人工视网膜组装的ECEYE仿生

在科幻电影里经常出现这样的场景:拥有仿生眼的智能机器人可以实现对目标的远距离精准打击;视觉受损的盲人,通过植入仿生眼就能完全恢复视力……不要以为这只是编剧天马行空的想象,实际上,科学家们一直致力于打造如电影中那样理想化的仿生视觉装置,并且已经取得了一些进展。

高性能的仿生眼,必须要以优秀的人工视网膜为基础。近日,中国香港科学家联合美国科研团队开发出一款高密度半球型人工视网膜。研究人员表示,由该人工视网膜组装的EC-EYE仿生眼,首次在外观上成功模仿了人眼,某些指标理论上能与人眼媲美。前不久,该成果以论文形式发表于国际学术期刊《自然》上。

视网膜是人眼看清世界的关键

眼睛是地球上绝大部分生物重要的感觉器官,对于人类来说尤其重要。据了解,人类所获取的环境信息中,有大约80%来自于眼睛。

光从外界进入眼球,经过角膜、晶状体、玻璃体,再聚焦到视网膜,视网膜将获得的信息转换成生物电信号,通过视神经传导到大脑皮层,大脑会自动解析信号生成图像,这就是视觉形成的整个过程。

人眼所具备的宽广视域、高分辨率和高感光度等特性,很大程度上得益于视网膜。据了解,人眼的视网膜面积虽然还不到5平方厘米,但上面却有1.37亿个感光细胞,其中1.3亿个是杆状的视杆细胞,用以感觉弱光和黑白视像;万个是锥体状的视锥细胞,用以感觉强光和彩色视像。

其实,人类对于使用人工材料代替眼部组织器官最早可以追溯到古埃及晚期即公元-年,那时候的古埃及人已经开始尝试用黄金制作的眼球,提供给失去眼球的人使用,当然这种眼球只是起到了美观作用,并没有实际功能。

到了18世纪,意大利眼科学家Tadini首次提出要用特殊打磨的水晶玻璃球来矫正无晶体眼,也就是人工晶体的概念。

但真正临床突破则是到年二战结束后,英国HaroldRidley爵士完成了第一例人工晶体产品的植入,由此开创了沿用至今的人工晶体技术路线。

同样是在18世纪,另一位眼科学家GuillaumePellierdeQuengsy提出是否有可能将人工材料用于制作角膜植片来替代供体角膜。发展至今,人工角膜也从单纯的全角膜替代演变成更加精准和个性化的成分角膜替代。

随着材料技术以及对眼部构造的研究加深,越来越多的眼部人工组织器官涌现出来,涵盖了从前房、后房到视神经多个细分位置,替代物除了满足基本的光学性和安全性,也越来越强调其仿生性和患者的体验感。

例如高端人工晶体开始拥有更多散光矫正、老花矫正功能,完全模拟人体晶体调节能力的自适应液体材料人工晶体等。

这些创新的人工眼内组织同样越来越受到监管部门的


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