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医学中的纳米技术:意大利科学家发明人工视网膜液体假体

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 Connor Feng • 2020-06-30 17:09:05 来源:前瞻网 E817G0

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近日,意大利技术研究所(IIT-Istituto Italiano di Tecnologia)的研究取得了一种人工视网膜液体假体的革命性发展,这种假体可以对抗诸如色素性视网膜炎和老年性黄斑变性等疾病的影响,这些疾病会导致视网膜感光器的进行性退化,从而造成患者失明。这项研究发表在《自然纳米技术》上。

该研究代表了视网膜修复的最新技术,是该团队在有机半导体材料的基础上对其2017年开发的平面人工视网膜模型的进一步完善(Nature materials 2017, 16: 681-689)。

“第二代”人造视网膜是仿生的,提供了高空间分辨率,由一种水组分组成,其中悬浮着光活性聚合物纳米颗粒(其大小为350纳米,大约是头发直径的1/100),并将取代受损的光感受器。

实验结果表明,纳米粒子的自然光刺激实际上可以激活视网膜神经元,还不会发生退化,从而模仿了健康受试者的光感受器功能。

与其他现有方法相比,假体的新型液体特性可以让手术更快,并且造成更少的创伤,手术会直接在视网膜下微注射纳米颗粒,这些纳米颗粒会困在视网膜,并取代退化的光感受器;这种方法还会提高效率。

研究人员收集到的数据还表明,和目前使用的方法相比,这项创新的实验技术是一种有效的替代方法,可以恢复视网膜神经元的感光能力,同时保持其空间分辨率,为未来的临床试验奠定了坚实的基础。此外,这些光敏纳米材料的发展还为未来在神经科学和医学上的应用开辟了道路。

Fabio Benfenati评论说:“我们的实验结果代表了革命性的进展,突出了纳米材料在开发第二代视网膜假体以治疗退行性视网膜失明方面的潜在相关性。液体人工视网膜植入物在确保宽视野和高分辨率视觉方面具有巨大的潜力。将光活性聚合物包裹在比光感受器更小的颗粒中,可以增加与视网膜神经元相互作用的活性表面,并且可以轻松覆盖整个视网膜表面,并在单个光感受器水平上缩放光活化。”

Guglielmo Lanzani总结说:“在这项研究中,我们将纳米技术应用于医学。特别是在我们的实验室里,我们已经实现了像微型光伏电池一样的聚合物纳米粒子,它基于生命生物化学的基本组成部分——碳和氢。一旦注入视网膜,这些纳米颗粒就会形成与神经元大小相当的小聚集物,有效地表现为光感受器。”

IRCCS Ospedale Sacro Cuore Don Calabria眼科手术部门主任Grazia Pertile补充说:“与平面视网膜假体不同,在视网膜下注射光活性纳米颗粒的手术过程是微创的,并且可以随时间重复。与此同时,它也保持了聚合物假体的优势,这种假体对进入眼睛的光线自然敏感,不需要眼镜、相机或外部其他的能源进行刺激。”

本研究以临床前模型为基础,未来,进一步的实验将会为该技术在临床治疗色素性视网膜炎和老年性黄斑变性等疾病打下基础。

【编译/前瞻经济学人APP资讯组】

参考资料:https://phys.org/news/2020-06-nanotechnology-medicine-liquid-retina-prosthesis.html

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