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基于石墨烯电极的视网膜假体有望为视网膜退化患者带来光明
发布:blast_k   时间:2020/1/21 10:56:38   阅读:985 
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Jose A. Garrido是ICREA的研究教授,也是位于巴塞罗那的石墨烯旗舰合作伙伴ICN2的高级电子材料和器件组的负责人。他也是石墨烯旗舰生物医学技术工作包的副主管,他有一个愿景:医生可以使用石墨烯等新型电子材料支持的生物医学植入物来治疗疾病和残疾。他在石墨烯视网膜植入物方面的开创性工作,旨在为视网膜退化患者提供人工视力,得到了国际认可——加里多和他的合作者最近获得了la Caixa基金会100万欧元的资助,用于资助他们的研究。他计划用这笔钱启动一个雄心勃勃的三年项目,利用石墨烯电极设计下一代视网膜假体。

对于视网膜感光细胞退化的病人(这种情况通常发生于神经退行性疾病中,如色素性视网膜炎或老年性黄斑变性),这种退化并不意味着整个视网膜退化。视网膜的一些部分仍然完好无损,这些部分仍然与视神经相连。一种解决方案是使感光器刺激视网膜的完整部分,然后将信息通过视神经传递到视觉皮层。基于石墨烯电极的视网膜假体采用不同的方法:不使用感光器,而是在视网膜上植入一组石墨烯电极。这些电极通过电脉冲模拟感光器刺激。

使用外部相机捕获图像,然后将信息无线发送到植入物,并以施加到植入物上每个电极的脉冲形式接收,这可以有效复制感光器的功能,并是患者看到像素化的图像。


石墨烯电极通过电脉冲模拟感光器(来源:ICN2)

1. 团队一开始曾使用过其他耐化学腐蚀的材料,例如氮化镓之类的半导体和金刚石。但是因为材料柔性不够同时又不够灵敏,无法注入足够的电荷。而石墨烯具有多种特性,使其具有非常大的吸引力。

2. 石墨烯的优势:

(1)柔性好,对于这个项目来说,石墨烯的柔性是最重要的特性,因为需要将其集成到柔性基板中,并进行生产器件所需的所有制造和微制造。

(2)石墨烯非常擅长刺激和记录神经组织。它需要能够与神经系统连接,以刺激和检测电活动。这个与神经系统建立的接口,不能只是记录和模拟,还需实现两者之间的双向沟通。

(3)稳定性好,石墨烯不仅可以轻松的集成到柔性基板中,并且可以在恶劣的环境下保持耐用性。


 
目前,石墨烯产业化进程已经由以研究为导向转变为以实际应用为导向。该项目的实验室阶段的成功制造与演示不是问题,挑战是如何将其推向工业化。

如何才能从工业化前洁净的实验室成功的转到大规模制造?谁将大规模生产这些器件?目前,在欧洲没有企业能够以所需的标准化水平进行如此大规模的生产。这是石墨烯应用面临的主要挑战。石墨烯旗舰公司现在已经意识到了这一点,这就是他们推出标准化和验证服务的原因,而且很快就会推出试验性的试点产品。这是一项非常重要的努力,但必须得到工业界的配合。

文章来源: Carbontech

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