上圖中的女子名叫Vanessa Restrepo-Schild，是牛津大學(xué)化學(xué)系一名年僅24歲的博士生。這位來(lái)自哥倫比亞的學(xué)生領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)近日合成出世界首個(gè)柔軟的生物雙層視網(wǎng)膜組織，為視力受損的患者帶來(lái)了希望。
迄今為止，所有的人工視網(wǎng)膜研究都僅限于使用堅(jiān)硬的材料。Vanessa Restrepo-Schild首次成功使用生物性的合成組織在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中開(kāi)發(fā)視網(wǎng)膜。該研究有望顛覆仿生移植產(chǎn)業(yè)，這種更加接近人體組織的非入侵性的視網(wǎng)膜能夠用于治療退化性眼部疾病，比如色素性視網(wǎng)膜炎。
正如攝影依賴于與光反應(yīng)的攝像頭像素，視覺(jué)也依賴于視網(wǎng)膜與光的反應(yīng)。視網(wǎng)膜位于眼睛的后部，其中的細(xì)胞膜蛋白能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)化為電信號(hào)，電信號(hào)會(huì)直達(dá)神經(jīng)系統(tǒng)，引起大腦的反應(yīng)，最終建立圖像。
Vanessa Restrepo-Schild領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種新型的人工生物雙層視網(wǎng)膜，它能夠模擬人類視網(wǎng)膜的自然過(guò)程。這種視網(wǎng)膜由水凝膠(hydrogels)和生物細(xì)胞膜蛋白組成。其設(shè)計(jì)原理與照相機(jī)類似，細(xì)胞扮演像素的角色，能夠檢測(cè)到光并對(duì)光進(jìn)行反應(yīng)，形成灰度圖像。Vanessa Restrepo-Schild說(shuō)：“這種人造材料能夠形成電信號(hào)，刺激眼睛后部的神經(jīng)元，就像真的視網(wǎng)膜那樣。”
該研究發(fā)表在近日的《Scientific Reports》上（點(diǎn)擊左下角閱讀原文）。研究表明，與現(xiàn)有的人工視網(wǎng)膜移植不同，這種細(xì)胞培養(yǎng)物來(lái)源于天然的生物可降解材料，不含有任何外來(lái)異物或生物體。所以植入這種視網(wǎng)膜不會(huì)像機(jī)械裝置那樣具有入侵性，也不會(huì)對(duì)身體造成負(fù)面影響。Restrepo-Schild補(bǔ)充說(shuō)：“人眼極度敏感，所以外界異物（比如金屬視網(wǎng)膜）具有破壞性，會(huì)導(dǎo)致炎癥或損傷。但是生物合成的植入物很柔軟而且是基于水的，所以對(duì)于眼部環(huán)境更加友好。”
這種人造視網(wǎng)膜由水凝膠(hydrogels)和生物細(xì)胞膜蛋白質(zhì)組成。其設(shè)計(jì)原理與照相機(jī)類似，細(xì)胞扮演像素的角色，能夠檢測(cè)到光并對(duì)光反應(yīng)，形成灰度圖像
關(guān)于這項(xiàng)突破性研究的動(dòng)機(jī)，Restrepo-Schild說(shuō)：“我一直對(duì)人體非常著迷，想要證明現(xiàn)有的技術(shù)能夠被用于復(fù)現(xiàn)人體組織的功能，而不需要真正使用活體細(xì)胞。”
我已經(jīng)了解了很多重要人體功能背后的原理，比如聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)和感受光的能力，并在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中使用天然的和合成的部件實(shí)現(xiàn)了這些功能。我希望這項(xiàng)研究能夠幫助開(kāi)發(fā)出柔軟且生物可降解的材料來(lái)代替堅(jiān)硬的、有害的材料。
盡管目前合成視網(wǎng)膜只在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行了測(cè)試，但是Restrepo-Schild非常熱衷于探索將其應(yīng)用于活體組織中。接下來(lái)的工作是驗(yàn)證這種材料作為仿生移植物的作用，這非常關(guān)鍵。
Restrepo-Schild已經(jīng)對(duì)此技術(shù)申請(qǐng)了專利，這個(gè)牛津大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)將對(duì)這個(gè)合成視網(wǎng)膜的功能進(jìn)行擴(kuò)展，比如識(shí)別出不同的顏色。通過(guò)構(gòu)造更大的合成視網(wǎng)膜，研究團(tuán)隊(duì)將測(cè)試這種材料不僅識(shí)別不同顏色，甚至是形狀和符號(hào)。在這項(xiàng)研究未來(lái)的規(guī)劃中，還將進(jìn)行動(dòng)物測(cè)試和一系列人類臨床測(cè)試。