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科研進(jìn)展

Advanced Functional Materials | 用于視覺(jué)修復的自適應界面材料與植入器件

時(shí)間:2024-05-24  來(lái)源:醫工所 文本大?。骸?a href="javascript:doZoom(16)">大 |  | 】  【打印

失明是全球公共衛生的重大挑戰,影響著(zhù)全球逾4300萬(wàn)人。研究發(fā)現,視網(wǎng)膜色素變性(RP)與老年黃斑變性(AMD)等視網(wǎng)膜退行性疾病是致盲的首要原因,這類(lèi)患者視網(wǎng)膜中的感光細胞喪失了將外界光轉變?yōu)橐暰W(wǎng)膜神經(jīng)細胞能識別的電信號的能力,從而造成患者視野缺損甚至是不可逆失明。


近日,中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院智能醫用材料與器械研究中心杜學(xué)敏研究員團隊在國際學(xué)術(shù)期刊Advanced Functional Materials上在線(xiàn)發(fā)表了題為“Adaptive interfacial materials and implants for visual restoration”的綜述文章,系統總結了用于視覺(jué)修復的自適應界面材料和植入器件的前沿進(jìn)展和現存挑戰,有望進(jìn)一步推動(dòng)視覺(jué)修復新技術(shù)發(fā)展。



文章上線(xiàn)截圖



盡管眼科醫學(xué)得到了極大發(fā)展,但目前臨床仍無(wú)法通過(guò)藥物療法或外科手術(shù)修復患者視覺(jué)。不過(guò)值得慶幸的是,在RP與AMD患者的視網(wǎng)膜中,不僅視網(wǎng)膜上的神經(jīng)細胞存活率高,而且原有從視網(wǎng)膜到大腦視皮層的視覺(jué)通路是完好的。這就意味著(zhù),如采取某種方法,使視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞重新得到激活,進(jìn)而產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)并傳送給視皮層,即可修復一定的視覺(jué)。



AMD和RP患者的病理學(xué)示意圖




幾個(gè)世紀以來(lái),人類(lèi)致力于視覺(jué)修復的努力從未停止。近些年來(lái),隨著(zhù)新材料、工程技術(shù)、微電子、生物醫學(xué)、生命科學(xué)等迅速發(fā)展,為視覺(jué)修復研究帶來(lái)了全新的希望。




用于視覺(jué)修復的自適應界面材料和植入器件的發(fā)展歷程




基于此,杜學(xué)敏研究員團隊首先系統總結并討論了用于視覺(jué)修復的智能界面材料的功能原理、設計原則、生物學(xué)效果;進(jìn)一步,評述了近年來(lái)臨床上成功的視覺(jué)假體的功能原理、臨床試驗效果及商業(yè)化最新進(jìn)展,并重點(diǎn)討論了界面材料和植入假體與神經(jīng)組織和細胞界面適配的重要性;展望了現有視覺(jué)修復界面材料在安全性、穩定性及能量轉換效率等方面存在的關(guān)鍵問(wèn)題,視覺(jué)假體在界面適配、信號轉導、信息處理等方面存在的挑戰,以及視覺(jué)修復界面材料和視覺(jué)假體未來(lái)可能的發(fā)展機遇。



自適應界面材料和植入器件用于視覺(jué)修復原理



中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院智能醫用材料與器械研究中心杜學(xué)敏研究員為該文章的通訊作者,碩士研究生祝栩樂(lè )為論文第一作者,共同作者趙啟龍副研究員和王芳副研究員在論文修改中做出了重要貢獻。該文章獲得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )、廣東省區域聯(lián)合基金重點(diǎn)項目、深圳市杰青等科技項目支持。



杜學(xué)敏,國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金獲得者,中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院智能醫用材料與器械研究中心主任、研究員;入選中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )優(yōu)秀會(huì )員、廣東省“特支計劃”科技創(chuàng )新青年拔尖人才、深圳市杰青;被遴選為國際仿生工程學(xué)會(huì )常務(wù)委員、中國微米納米技術(shù)學(xué)會(huì )青年工作委員會(huì )委員、中國復合材料學(xué)會(huì )智能復合材料專(zhuān)業(yè)委員會(huì )委員;擔任Research、Advanced Bionics期刊的副主編,和The Innovation、National Science Open等期刊青年編委。近年來(lái),以負責人身份主持國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題”課題、基金委國際合作、廣東省重點(diǎn)、深圳市杰青等項目多項,相關(guān)成果以第一及通訊作者(含共同)發(fā)表于Science Advances、Matter、Advanced Materials、ACS Nano、Advanced Functional Materials、National Science Review等期刊,已獲授權專(zhuān)利30余項。研究領(lǐng)域:智能高分子材料、生物界面、穿戴/植入生物器件(如組織工程支架、生物電子、柔性傳感與驅動(dòng)器等)。