生物眼繪圖創作。各式生物眼的開發,讓盲者回復視力。

生物眼繪圖創作。各式生物眼的開發,讓盲者回復視力。Credit: Apo Xen CC BY-SA 2.0

生物眼的上市

在過去,視障者眼盲之後,眼睛如果傷及視網膜接收光線的細胞,無法接收光線再刺激其他細胞產生微細電化學衝擊,經過視神經傳到腦部,要恢復視力幾乎可說是不可能的事。但這幾年隨著第一款的生物眼上市,能將光訊號傳遞到預先植入在眼球底部的植入物上,再將訊號傳到腦部,成功讓視障者接收影像,國際間越來越多團隊,積極設計不同原理、裝備更精簡,甚至能帶給患者高品質視力的生物眼。生醫人網摘先前也刊載過澳洲的科學家開發的生物眼系統,不再需要將光訊號在眼底的植入物做轉換後再傳到腦部,如此,即使患者視神經損傷,仍可以直接將光訊號傳達到大腦,相較市面上的這款生物眼,可說是又多一項功能。目前這兩款生物眼還在發展之中,但生物眼領域又出現了利用紅外線啟動視網膜植入物的新式生物眼。

新式生物眼-紅外線

最近,在法國的IEEE神經工程研討會上(IEEE Neural Engineering meeting) ,美國史丹福大學(Stanford University)的科學家發表了他們的光電系統生物眼,也就是說這個系統不再需要笨重的電池蓄電系統。目前,這項研發成果已經商品化,Pixium Vision公司預計在2016年開始進入臨床測試。

這款生物眼和現在市場上大多數的生物眼類似,都針對視網膜負責接收光的細胞已發生損害,但其他細胞仍具功能的視障者設計。除此之外,不僅將外界的光線轉成影像,還希望用這樣的光訊號來供給視網膜內植入晶片所需的電力。整套系統的運作原理是–患者戴上內建有攝影機的眼鏡,同時攜帶一個口袋大小的處理裝置,此裝置會將攝影機收到的影像,轉換成紅外線訊號,然後從眼鏡射入眼球,這時候,預先植入眼球後方的晶片接收到訊號後,便開始刺激其下方的細胞,因這些細胞功能依然完好,所以可產生微細電化學衝擊,之後訊號經由視神經傳達到腦部。在老鼠實驗上,研究員觀察老鼠的腦部,發現經由這樣的生物眼系統,老鼠的腦部反應和接受自然光的反應相同;此外,也確定這個足以引發反應的紅外線在安全層級之內。

更高品質的視力

除了生物眼系統運作方式的不同,這款紅外線生物眼,也希望可以提供更好的視力。目前最新的研究成果,可以提供約20/250的視力(也就是受測者站在離視力表20尺的位置的視力等於正常人站在250尺的位置看的視力),下一步,目標朝向20/120的視力努力。而2013年經美國食品暨藥物管理局(FDA)核准的Second Sight公司的生物眼,也就是現在市面上最為人知的生物眼,可達到的視力是20/1300。另一家德國Retinal AG公司的系統,已經通過歐洲的醫療法規,可提供的視力是20/500。

設計、電力、光訊號轉換

看來,生物眼的發展在全世界正起步,除了裝置上的設計,像是電力、光訊號傳遞模式,科學家也認為需要花更多心力於研究光訊號轉換成電化學衝擊的部分,讓盲者能得到更好的視力。不過,對於視神經受損,無法傳遞訊號到大腦的患者,就必須使用能將訊號直接傳到大腦的生物眼系統。

文章參考:IEEE Spectrum
影片來源:pixium
圖片來源:Apo Xen@Flickr  CC BY-SA 2.0



作者簡介

BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章一定要有邏輯性,藉由追蹤報導生醫領域的創新和應用來傳播知識。