人眼要能看見事物，首要的就是眼睛後面的視網膜要能感光，接收光線，然後傳達到大腦。但是，視網膜上的光感接受器退化，視網膜不再能對光線有反應，患者就會失去部分或者全部的視覺。這種狀況常見於超過六十歲的族群身上，或者糖尿病衍生的黃斑部病變的患者。如果可以藉由植入光電植入物來感光，或許有機會幫助這些患者恢復視覺。
人工視網膜開發的挑戰
眼睛的構造極為精密，體積小。理想的人工視網膜開發，有幾項挑戰。首先，這種植入物要能提供長期對光敏感的效能，要能有高度的空間精密度。另外，不能有任何的電線，同時還要有生物相容性且在材料上具有柔軟性。在這些條件下，有機會拿來做人工視網膜的材料，像是導電聚合體和量子點膜(Quantum Dot Films，可由一種光源激發出多種顏色光波的奈米級半導體材料)。這些材料都各有優缺點。
另外一種解決方法，就是利用光遺傳學來回復光感度，像是感光蛋白(Bacterial Opsins)來導引視網膜內的神經元。然而，這樣的方法仍然需要電極來輔助引導對這些神經元的刺激。
可以接收光刺激而產生電流的材料
以色列台拉維夫大學，以色列耶路撒冷希伯來大學以及英國新堡大學的研究員，最新發明了一種含有碳纖奈米管和奈米小圓柱的薄膜，可以用來做為這種人工視網膜接受感光刺激的材料。運作的時候不需要任何電線的連結。研究團隊認為他們這項研究最重要的突破，就是證明了小圓柱和碳纖奈米管，可以有效的傳達光刺激給神經系統。這個薄膜的結構由許多奈米圓柱分散在充滿奈米管的立體空間內，之後再佈局到一個具延展性的基質上以植入眼睛。這種立體結構的新型薄膜有幾個優點，高光線吸收率且不需要電源。然而，如果是矽膠材料，質地上較不具彈性，不透明且需要外接電源。
研究團隊將這個設計的薄膜實驗在剛出生14天的小雞上。小雞的視網膜還未能感光，將這個薄膜和小雞的視網膜結合，小雞的視網膜因為光而產生電流。這種電流是一種可以被大腦了解的神經元訊號。
目前看來，這項新的材料設計，做為人工視網膜的材料，非常可靠。研究團隊希望未來，可以進行長時間的動物體內實驗，證明這個材料可以用來長時間感光。
文章參考：Phys.org
圖片來源：Jaako CC BY 2.0
原文刊載：Nano Letters
