劉虎
前段時間,《香港成功進行亞洲首例人工視網膜植入手術》的新聞,引起了社會的廣泛關注。報道介紹,香港大學醫學院成功地為一位患有遺傳性視網膜色素病變失明15年的女士,植入了人工視網膜,幫助她重新感受光影。那么,什么是人工視網膜,它的工作原理是什么?這項技術可以普遍應用于失明者嗎?
眼科專家介紹,如果用數碼相機來做類比,人的眼角膜和晶狀體就相當于鏡頭,眼球后方的視網膜就是感光器件,視神經相當于連接感光器件和存儲卡之間的線路,而大腦后部的視覺皮層則是存儲卡和后期處理軟件。一臺相機性能好壞最主要取決于它的“鏡頭”和“感光器”,同樣對于我們人類來說,有些疾病會讓眼睛的感光器——視網膜失去功能,從而使眼睛無法感知任何圖像。
正常人眼內視網膜有700萬個感光細胞,接收外來光線轉化成信息,傳遞到視網膜神經細胞,再傳到大腦,讓我們看到影像。這個過程任何一個環節出現問題,就會變成失明。大部分人失明是因視網膜的感光細胞不能正常工作。隨著社會發展,眼科專家能夠借助電子技術研制出入工視網膜,這是眼科治療發展中的重要成果。人工視網膜的原理是通過使用電流刺激依然完好的神經,讓大腦能夠接收到信號并認為感官依然在正常工作。
人工視網膜芯片只有3毫米×3毫米大小,有1500個電極,代替失去功能的感光細胞。人工視網膜植入手術長達9小時,醫生從病人耳后將芯片放在視網膜黃斑區域,因該處布滿感光細胞,接連芯片的電線植入頭皮下。當有電源時,芯片會收集外來光線,刺激正常的視網膜神經細胞,令病人恢復部分視力。病人植入人工視網膜后,在光暗對比高的環境下,可以看到黑白影像、閱讀投影幕上的字母。但是,病人只能看到一個光盤般大的范圍。正常人距離800米可看到的影像,病人要距離20米才能看到。這次手術后,病人視力的局限屬永久性,因病人需用硅油固定芯片而產生遠視,故需戴眼鏡改善遠視。由于病人失明多年,需要重新學習控制眼球聚焦及手眼協調。
在過去的20多年里,已經有數十萬人通過人工耳蝸獲得了聽力,但是人工視網膜的進展卻有些停滯不前。這是因為視覺系統復雜得多。我們所獲取的信息中,有大約80%來自于視覺。人們至今也無法制造出性能堪比人眼的照相機,而感光細胞和視神經之間的精確對應關系也還是個謎。由于技術的限制,一片人工視網膜芯片的大小一般只有數平方毫米,厚度只有不到100微米,想獲得如人眼般精確的視覺,是相當困難的事情。
目前,“人工視網膜”技術的適應證還有局限性,主要是針對兩類疾病的患者。一類就是遺傳所致,目前并無治療方法,最終會變盲的視網膜色素病變病人;另一類就是和年齡相關的黃斑變性。這兩類病人使用“人工視網膜”后能夠看到光影和大致輪廓。
在我國,由視網膜疾病引起的致盲比例越來越高,甚至可以排到致盲原因的第三位,約有數以十萬計的視網膜色素病變患者,所以大家對“人工視網膜”技術非常關心。但是,由于該技術還處于臨床試驗階段,仍有很多問題需要解決。要想幫助更多盲者重見光明,重歸社會,我們的科學家還有很長的路要走。
除了“人工視網膜”技術以外,我們的專家還在致力于研究“使用干細胞移植定向分化變成視網膜細胞”,相信這些研究成果將有助于更深入地了解眼睛發育和功能障礙的基本機制,并為更多的盲人患者帶來重見光明的希望。
(作者為江蘇省人民醫院眼科 主任醫師)
(吳倪娜 整理)(編輯 林妙)