3D打印“仿生眼”或幫助失明者復(fù)明

韓沁珂

“黑暗使人更加懂得視力之可貴，寂靜教育人懂得聲音的甜美?！焙悺P勒在《假如給我三天光明》中寫到。對(duì)于失明的人，沒有什么比復(fù)明更能感到欣喜。

為了幫助失明患者增強(qiáng)視力，研究人員正在研制擁有視力的“仿生眼”。近日，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)（University of Minnesota）的研究團(tuán)隊(duì)宣布了他們在“仿生眼”研究上的突破，首次使用3D打印技術(shù)在半球面上制造出了光接收器陣列。

如何在曲面上完成打印是研究的難點(diǎn)之一。為此，研究人員啟用了一臺(tái)特制的3D打印機(jī)。在打印過程中，他們先在一個(gè)半球形玻璃體上用銀粒子油墨打印一層底座，這種特制的油墨會(huì)在曲面上均勻地變干，而不是順著曲面流下來。隨后，研究人員用半導(dǎo)體聚合材料在底座上打印出能夠?qū)⒐饩€轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的二極管。整個(gè)仿生眼的打印過程需花費(fèi)約一個(gè)小時(shí)的時(shí)間。

論文的合著者之一、明尼蘇達(dá)大學(xué)機(jī)械工程系副教授McAlpine教授迫切期待“仿生眼”研究的成功。他在明尼蘇達(dá)大學(xué)發(fā)布的消息中表示，“我媽媽有一只眼失明，每當(dāng)我談起我的工作，她就會(huì)說，‘你什么時(shí)候能幫我打印一只仿生眼？”。

McAlpine表示，“在多數(shù)人的概念中，‘仿生眼并不存在于真實(shí)世界，但是借助多材料3D打印技術(shù)，它比以往任何時(shí)候都接近真實(shí)?！睋?jù)他介紹，在最新研究中，“仿生眼”的光電轉(zhuǎn)換率已經(jīng)達(dá)到25%。作為參照，目前1微米厚薄膜太陽能電池的最高光電轉(zhuǎn)換率僅為22.4%。

但是，由于質(zhì)感堅(jiān)硬，這種“仿生眼”暫時(shí)還無法應(yīng)用于人體。現(xiàn)在，研究人員正嘗試尋找在軟體半球狀材料上進(jìn)行打印的方法，以便將其植入眼眶。同時(shí)，研究人員嘗試增加更多的光受體來增強(qiáng)“仿生眼”的光電轉(zhuǎn)換效率。

事實(shí)上，早在2012年已經(jīng)有人成功植入了“仿生眼”。但此前的“仿生眼”往往需要借助一個(gè)裝有攝像裝置的外置設(shè)備。

據(jù)《每日郵報(bào)》報(bào)道，因遺傳性視網(wǎng)膜色素變性而視力受損的澳大利亞人戴安·亞施沃斯，通過植入“仿生眼”恢復(fù)了部分視力。該“仿生眼”由澳大利亞仿生視覺（Bionic Vision Australia）設(shè)計(jì)、制造。

這個(gè)擁有24個(gè)電極的裝置，被植入眼睛視網(wǎng)膜附近的脈絡(luò)膜中，通過刺激視網(wǎng)膜將信號(hào)傳輸?shù)酱竽X并形成影像。研究人員稱，借助該裝置，失明者可恢復(fù)輕度視力，區(qū)分光和黑色物體的明暗對(duì)比及邊緣。

2013年，美國加利福尼亞州第二視覺公司（Second Sight）研制出的ArgusII視覺恢復(fù)系統(tǒng)，獲得美國食品藥品管理局（FDA）認(rèn)證，可用于重度視網(wǎng)膜變性。

該系統(tǒng)主要由兩部分設(shè)備構(gòu)成：一個(gè)是視網(wǎng)膜植入物，包括信號(hào)接收器、電子接收盒和電極陣列；一個(gè)是體外的穿戴設(shè)備，包括一副眼鏡、一個(gè)攝像頭和視頻處理器。攝像頭捕捉到的視頻圖像在經(jīng)過視頻處理器處理后，被發(fā)送給內(nèi)置的信號(hào)接收器，然后由電極陣列模擬視網(wǎng)膜神經(jīng)，傳遞給大腦，并形成影像。