浅谈人工视网膜研究的进展

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1、浅谈人工视网膜研究的进展-->随着现代眼科事业的发展，许多致盲眼病如白内障、视网膜脱离等均能有效治疗.但迄今为止，仍有许多疾病如视网膜色素变性、年龄相关性黄斑变性、视神经萎缩等尚无有效治疗方法。目前，有学者试图将特制的电子装置直接附着于视网膜，以恢复视网膜变性患者的视力.虽然这种治疗方法距离临床应用仍有很多障碍，但前期应用己取得令人鼓舞的结果。1视觉的形成视觉是一个非常复杂的信号处理过程，它依赖于视网膜及其后大量的视经处理器。光线通过瞳孔经晶状体聚焦至视网膜感觉神经上皮，然后在视网膜外层光感受器细胞上形成一个缩小

2、、倒立的像。视锥细胞提供有色的高空间分辨率成像，视杆细胞提供暗光线下低空间分辨率的无色视觉。光感受器细胞将视觉信号转化为电和化学的信号，这些信号同时激活视网膜视经元的复杂环路:水平细胞、双极细胞、无长突细胞和节细胞。来自视网膜130000个光受体细胞的视觉信息被压缩为由1200高度特异的节细胞携带的电信号，这些节细胞的轴突构成视神经.视神经通过外侧膝状体传递视觉信息至脑的初级视皮层。盲目可能由于视觉通路或其他与视觉有关的皮层区域受损引起。尽管医学界已有许多电子装置可以支持或替换缺陷组织的功能，如电子耳蜗用于听觉受

3、累者，起搏器用于心脏病患者，但利用植放视网膜的电子装置恢复视力是非常困难的，因为视觉图像转化为视神经携带的电信号需要大量的感觉神经元同时被刺激，并应有正确的空间次序，以准确地编码三维物体。2历史回顾耳聋患者听神经完整时，可植人电子耳蜗。所谓电子耳蜗，实际上是植人到耳蜗的微电极组，它可直接刺激听神经。当耳蜗或听神经受损时，可将微电极组植人脑干的听觉中枢。1956年，Tassiker曾将一个小的、扁硒电池置于盲目患者的视网膜下，使其短暂地恢复感受光感的能力。后来有人试图通过盲目患者视皮层表现的双电极恢复视力，但由于有

4、限的空间分辨率和光感的逐渐衰减性而未能提供有用视觉。之后，对皮层植人物的试验令人鼓舞，但神经兴奋的逐渐衰减性和空间分辨率的不稳定性等问题尚未解决。比利时研究人员将一个套样电极附于视神经，此患者可以定位单个光点，但这样的刺激装置仍无法实现高空间分辨率。在20世纪90年代早期，许多研究者努力研究可以直接植人到视网膜的植人物.视网膜植人物需要建立复杂的微型电极组，其所含物质必须是稳定和相对植人视网膜内的，以减少对残留视网膜组织造成不良影响;并且必须确定用于刺激网膜视经细胞的刺激参数，所产生的电流应适合最大亮度和环境的对

5、比度变化。应用于患者前，还应确定植人、取出及固定电子装置的手术方法。3皮层内微刺激器皮层内刺激器是将刺激器植人到视皮层，以产生视觉。理论上它可以治疗继发于视网膜或视神经病变的盲目患者，但由于必须经颅内操作，其植人方法相对较难，故限制了其临床应用。1996年，Schmidt等选择了一位42岁的女性患者，其因青光眼全盲22年。将38个微电极植人其靠近枕叶的右侧视皮层，其中有34个产生亮点感觉，即产生光幻视。4两种视网膜植入物鉴于皮层内微刺激器的局限性，许多学生开始研制视网膜植人物。目前有两种视网膜植人物，即视网膜下植

6、人物和视网膜上植人物。视网膜下植人物植人到色素上皮层和含有光感受器细胞的外层视网膜间。视网膜下植人物是一个非常薄的板，板上有成千上万个装有微电极的微光电二极管，通常置于视网膜下间隙。投射到视网膜的光线在光电二极管产生电流，然后激活微电极，导致视网膜感觉神经的刺激。视网膜上的植人物是植人到最内层含有节细胞的一层，其主要是一个可读装置，可以从远端照相机和处理装置获得含有图像信息的电信号，然后祸连到节细胞及其轴突上。对外界图形接收装置的刺激产生反应，视网膜表层植人物产生电冲动经过节细胞轴突到达脑。4.1视网膜下植人物通

7、过植人物替换变性的光受体细胞成功的关键在于:①患者剩余的视网膜组织必须能够产生信号。②植人物本身生物相容性较好，即不会导致新的变性。对此，有人建议将微光电二极管的表面包被搪蛋白(如纹状蛋白)，以增加其生物相容性。Cboal>视网膜下植人物可通过两种手术实现:①眼内路:通过玻璃体腔到达视网膜;②眼外路:通过巩膜切口直接到达视网膜下间隙。PeymanG等详细介绍了他们的手术方法，即在扁平部切口行后部视网膜切开，植人微光电二极管后激光封闭视网膜切开部位。在植人视网膜下植人物两年后猫及猪的视网膜均能保持完整。将植人物保持

8、固定于鼠视网膜下稳定的位置，可持续工作16个月。视网膜下植人物植人时间过久可导致一些损害，主要是由于氧化硅在植人物表面累积和金电极溶解造成，这些问题可用惰性的多聚物包裹而解决。另外，非通透性的硅盘可能阻挡脉络膜对视网膜的营养供给，导致感光细胞继发性营养不良。但ZrennerE等通过视网膜电图等电生理检查和组织学检查证明，视网膜下植物人对视网膜功能或内层视网膜结构均无明显不