世界首個(gè)3D人工眼球究竟是如何做到與人類生物眼的視網(wǎng)膜媲美？

近日，香港科技大學(xué)范智勇教授在《Nature》雜志上發(fā)表了一篇論文，設(shè)計(jì)出世界首個(gè)3D人工眼球，預(yù)計(jì)可以在五年之內(nèi)讓全世界上百萬人重獲光明。這個(gè)世界首個(gè)3D人工眼球究竟是如何做到生物眼的功能的呢？

人工眼球的成相關(guān)鍵是人工視網(wǎng)膜的制作。人類的生物眼能夠看清物體是源于視網(wǎng)膜視場寬、分辨率高和對光的高敏感性，每平方厘米有1000 萬個(gè)感光細(xì)胞。而要人工制作一個(gè)可以和人類生物眼的視網(wǎng)膜媲美的人工視網(wǎng)膜，需要用微加工工藝把大量的納米傳感器集成到一個(gè)基板上，而且要把這種平面剛性基板彎曲成曲面。但如果按照以前的工藝，需要預(yù)留折疊所需的空間，因此將大大限制基板上納米傳感器的密度，就無法實(shí)現(xiàn)和人類生物眼視網(wǎng)膜一樣高的分辨率。

對于這個(gè)難點(diǎn)，香港科技大學(xué)范智勇教授提出了一種新的方案：在半球形的氧化鋁上集成緊密排布的鈣鈦礦光敏納米傳感器。這種鈣鈦礦是很具有潛力的太陽能電池材料。并且他提出用由液態(tài)金屬制成的傳導(dǎo)線將人工視網(wǎng)膜上的光血信號傳導(dǎo)出來。通過這種新工藝制作的人工視網(wǎng)膜，其納米傳感器密度可以達(dá)到4.6×10^8cm^2，高于人類生物眼的視網(wǎng)膜上感光細(xì)胞密度10^7cm^2。

不過，這個(gè)世界首個(gè)3D人工眼球也并非沒有缺陷。除了生產(chǎn)成本比較高，很難大規(guī)模使用之外，上面集成的納米光電傳感器像素還比較低，每個(gè)納米光電傳感器的像素只有100，其光檢測區(qū)域只有 2mm。同時(shí)，目前在人工視網(wǎng)膜上使用的液態(tài)金屬信號傳導(dǎo)線的直徑約為700微米，因此只能實(shí)現(xiàn)每3-4個(gè)傳感器連接一根液態(tài)金屬導(dǎo)線，但理想狀態(tài)下液態(tài)金屬導(dǎo)線的直徑應(yīng)該與納米線的直徑（約幾微米）相當(dāng)，這樣才能做到每個(gè)傳感器連接一根導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)更高的分辨率。因此，如何減少液態(tài)金屬線的直徑未來3D人工眼球成相質(zhì)量提升的最大瓶頸。

雖然世界首個(gè)3D人工眼球還要不完美的地方需要改進(jìn)，但這項(xiàng)技術(shù)將是一個(gè)重大突破。該人工眼球已經(jīng)進(jìn)入動物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)，預(yù)計(jì)五年內(nèi)就可以投入使用。
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