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牛津大学学生研发出的人工合成软组织视网膜,为千万视力障碍者带来了新的希望

DeepTech深科技 2018-08-10 06:05:41

 


迄今为止,所有人工合成视网膜均是由坚硬的刚性材料制成。而此项来自牛津大学化学系博士研究生Vaness Restrepo-Schild的新研究,首次在实验室条件下研发出了以生物合成材料为原料的人工视网膜。


这一发明不仅能用于治疗退行性视力障碍(如视网膜色素变性),更是推动了仿生移植产业在研发与人体组织更相似、侵袭性更小的生物材料方面的发展。


如照相机底片中的像素颗粒能够对光产生反应后生成照片一样,位于人类眼球后方的视网膜利用视锥细胞与视杆细胞中可以感光的蛋白质,将光信号转化成电信号并传送给神经系统,使我们大脑中形成面前所看到的画面。


图 | 现年24岁的Vanessa Restrepo-Schild是一名牛津大学化学系的博士研究生


Vanessa Restrepo-Schild率领团队研发出了一种人工合成、可以与人类视网膜发挥非常接近的生理功能的双层视网膜。


这种仿制的视网膜由质软的水滴(水凝胶)与生物来源的细胞膜蛋白组成:其中细胞就像相机的像素颗粒一样,发挥着感光与对光发生反应的成像功能。


Vanessa说:“我们合成的这种新材料像真的视网膜一样能够产生电信号,并能够将电信号上传给我们眼球后方的视神经。”


此项刊登在《科学报道》(Scientific Reports)杂志上的研究成果不同于以往任何一种人工视网膜,它是由天然、生物可降解材料合成,不含有任何非生物材料,与其他工业产品合成的视网膜相比,具有对人体侵袭性小、不良反应发生率低的优点。


Restrepo-Schild补充说:“我们人类的眼睛非常敏感,如果进行金属制视网膜移植,很可能会引起炎症反应,进而对眼睛产生更严重的损伤。而我们研发的这种由生物材料和水制成、柔软的视网膜能够被眼部环境友好的接纳。”


图 | 这种仿制的视网膜由质软的水滴(水凝胶)与生物来源的细胞膜蛋白组成


提到这项突破性研究背后的初衷,Restrepo-Schild说:“我一直对人体非常感兴趣,我想证明利用现今的科学技术,在不使用真正的活细胞条件下,能够发明出可执行人体组织正常功能的替代物。”


“为了在实验室环境下合成人体组织的替代物,我首先去了解了它们在人体中实际发挥功能的原理,比如我们的听觉、触觉和视觉是如何形成的。并且我希望我的研究能够成为柔软的生物可降解材料取代坚硬且不经济的材料迈出的第一步。”


尽管目前人工合成视网膜仅在实验室条件下进行了测试,但Restrepo-Schild却并未止步于此,坚持在探索它的潜力。下一步他们将测试合成视网膜在生物体移植中的表现。


Restrepo-Schild已经为此项技术申请了专利。下一步,研究团队将会致力于提升合成视网膜的功能, 如识别不同颜色、形状,甚至符号。我们期望看到他们的研究能够不断推进,未来在通过动物实验、临床试验后,早日投入应用。


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