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3D仿生眼球新进展:柔性电子与神经接口技术革新,有望解决视觉难题!

编辑: 风清

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你是否想过,未来失明的人有望重见光明?3D仿生眼球就是这样一项充满希望的研究。www.89yo.com它是生物医学工程和材料科学领域的重要方向,目标是开发出能模拟天然眼球功能、变好或增强人类视觉的仿生装置。目前这项技术正从实验室走向临床,进步快速。接下来,就让我们一起详细了解3D仿生眼球的新进展。

一、3D仿生眼球新进展:3D打印技术成果www.89yo.com

一、3D仿生眼球新进展:3D打印技术成果

2023年明尼苏达大学研究团队制造出多层结构的仿生眼球原型,就像搭积木一样,外层用透明聚合物模拟角膜,内部嵌入光敏材料当作视网膜,还尝试集成微型电子元件。而且,水凝胶和柔性聚合物等生物相容性材料被广泛运用,比如荷兰埃因霍温大学开发的可降解支架,能引导患者自身细胞生长,就像给细胞搭建了一个舒适的“家”,减少排异反应。

二、3D仿生眼球新进展:柔性电子与神经接口突破

2022年哈佛大学团队研发出超薄柔性视网膜植入物,它就像一个超级小的信号转换器,能把光信号转化为电脉冲,直接刺激视网膜神经节细胞,在小鼠实验中让小鼠变好了部分光感。2023年曼彻斯特大学与香港科技大学合作利用光遗传学技术,通过基因改造让视神经细胞对光敏感,再用植入式LED阵列唤醒,绕过受损视网膜,就像给信号找了一条新的通道。

三、高分辨率成像技术进展

2023年新南威尔士大学开发的基于钙钛矿材料的半球形传感器,模仿人眼曲率,解决了传统平面传感器视野受限的问题,分辨率达到10,000像素,就像给相机换了一个更高等的镜头。2021年国内科学院的仿生眼球原型通过液体透镜和人工肌肉结构实现自动对焦,接近天然晶状体的调节能力,就像相机能自动调整焦距一样。优视力眼科网

四、生物混合系统成果

2022年美国德克萨斯大学尝试将3D打印的仿生眼球支架与诱导多能分化的视网膜细胞结合,促进神经突触再生,在灵长类动物中观察到初步信号传递,就像把新的零件和旧的系统连接起来。m.8优视力9yo.com2023年韩国KAIST团队利用生物3D打印技术构建了包含微型血管网络的仿生眼球模型,改善长期植入后的营养供应问题,就像给房子接通了水管。

五、无线供电与能量收集创新

2023年斯坦福大学提出通过外部超声波设备为植入式仿生眼球供电,避免传统电池的体积和更换问题,就像给设备装上了无线充电器。新加坡国立大学开发的基于摩擦电效应的纳米发电机,能利用眼球运动产生电能,为低功耗传感器供能,就像一个小的发电站。

临床进展

临床进展

2023年,国内上海交通大学团队进行了首例3D仿生眼球植入人体试验,患者变好了基础光感和形状识别能力,但分辨率还比较低。.89yo.com

不同团队新进展

香港科技大学团队在2025年研发的EC - EYE仿生眼有很多亮点。它的纳米传感器阵列密度很高,是人类感光细胞的46倍,还集成了红外传感器,能实现夜间透视,就像拥有了一双“夜视眼”。采用3D打印的半球形视网膜,消除了平面镜的畸变问题,每个纳米传感器独立传输信号,告别了人类视野盲区。利用太阳能电池技术实现自供电系统,免除外接电源线缆的感染风险。在动物实验中,已成功在灵长类动物中实现基础光信号传输,实验对象能根据光点位置完成定向取物任务,达到78%,对移动物体的响应延迟仅5毫秒,优于人眼。不过,该团队也面临一些挑战,比如仿生眼输出的电子信号与人脑生物电信号的兼容性问题,单套设备成本较高等。8+9yo.com他们计划2026年启动头一个阶段人体试验。

其他团队也在努力。澳大利亚仿生视觉技术(BVT)团队计划于2025年初次销售仿生眼球产品,其技术路线基于颅骨内植入物与电极连接,已验证了可靠性。3D人工眼球技术采用生物相容性材料和纳米级3D打印技术,能复制眼球结构,部分实验室尝试将人工眼球与视神经连接,在动物实验中取得初步成功。

总的来说,3D仿生眼球技术发展快速,但要完全模拟天然眼球功能还需要长期的努力。未来,这项技术不仅能帮助失明患者视力变好,还有可能在军事、工业、自动驾驶等领域发挥重要作用。让我们一起期待它带来更多的惊喜。