科研进展

Advanced Functional Materials | 用于视觉修复的自适应界面材料与植入器件

时间:2024-05-24  来源:医工所 文本大小:【 |  | 】  【打印

失明是全球公共卫生的重大挑战,影响着全球逾4300万人。研究发现,视网膜色素变性(RP)与老年黄斑变性(AMD)等视网膜退行性疾病是致盲的首要原因,这类患者视网膜中的感光细胞丧失了将外界光转变为视网膜神经细胞能识别的电信号的能力,从而造成患者视野缺损甚至是不可逆失明。


近日,中国科学院深圳先进技术研究院智能医用材料与器械研究中心杜学敏研究员团队在国际学术期刊Advanced Functional Materials上在线发表了题为“Adaptive interfacial materials and implants for visual restoration”的综述文章,系统总结了用于视觉修复的自适应界面材料和植入器件的前沿进展和现存挑战,有望进一步推动视觉修复新技术发展。



文章上线截图



尽管眼科医学得到了极大发展,但目前临床仍无法通过药物疗法或外科手术修复患者视觉。不过值得庆幸的是,在RP与AMD患者的视网膜中,不仅视网膜上的神经细胞存活率高,而且原有从视网膜到大脑视皮层的视觉通路是完好的。这就意味着,如采取某种方法,使视网膜神经细胞重新得到激活,进而产生神经冲动并传送给视皮层,即可修复一定的视觉。



AMD和RP患者的病理学示意图




几个世纪以来,人类致力于视觉修复的努力从未停止。近些年来,随着新材料、工程技术、微电子、生物医学、生命科学等迅速发展,为视觉修复研究带来了全新的希望。




用于视觉修复的自适应界面材料和植入器件的发展历程




基于此,杜学敏研究员团队首先系统总结并讨论了用于视觉修复的智能界面材料的功能原理、设计原则、生物学效果;进一步,评述了近年来临床上成功的视觉假体的功能原理、临床试验效果及商业化最新进展,并重点讨论了界面材料和植入假体与神经组织和细胞界面适配的重要性;展望了现有视觉修复界面材料在安全性、稳定性及能量转换效率等方面存在的关键问题,视觉假体在界面适配、信号转导、信息处理等方面存在的挑战,以及视觉修复界面材料和视觉假体未来可能的发展机遇。



自适应界面材料和植入器件用于视觉修复原理



中国科学院深圳先进技术研究院智能医用材料与器械研究中心杜学敏研究员为该文章的通讯作者,硕士研究生祝栩乐为论文第一作者,共同作者赵启龙副研究员和王芳副研究员在论文修改中做出了重要贡献。该文章获得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、广东省区域联合基金重点项目、深圳市杰青等科技项目支持。



杜学敏,国家自然科学基金优秀青年基金获得者,中国科学院深圳先进技术研究院智能医用材料与器械研究中心主任、研究员;入选中国科学院青年创新促进会优秀会员、广东省“特支计划”科技创新青年拔尖人才、深圳市杰青;被遴选为国际仿生工程学会常务委员、中国微米纳米技术学会青年工作委员会委员、中国复合材料学会智能复合材料专业委员会委员;担任Research、Advanced Bionics期刊的副主编,和The Innovation、National Science Open等期刊青年编委。近年来,以负责人身份主持国家自然科学基金优秀青年基金、国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”课题、基金委国际合作、广东省重点、深圳市杰青等项目多项,相关成果以第一及通讯作者(含共同)发表于Science Advances、Matter、Advanced Materials、ACS Nano、Advanced Functional Materials、National Science Review等期刊,已获授权专利30余项。研究领域:智能高分子材料、生物界面、穿戴/植入生物器件(如组织工程支架、生物电子、柔性传感与驱动器等)。