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眼里的微型太阳能板?自供电仿生有机会让患者重见光明

2024年3月10日8:20 未解之谜网

    科技日新月异,总会有新奇小物推翻我们的想象,好比眼睛配戴的不是隐形眼镜,而是一片太阳能板?澳洲科学家希望这项新技术,可以提升眼部疾病患者的生活品质。

    听起来很可怕,但其实这是种神经义肢(Neuroprosthetics),就像电子耳一样,人工耳蜗(cochlear implant)将声音转换而电讯号,刺激听力严重受损的患者,让他们有重新感受世界的机会。

    视网膜中的感光细胞就像相机的感光元件,是我们呈现视觉世界重要一环,一旦受损或退化,就不会有讯息传递至大脑,太阳能工程师 Udo Römer 表示,罹患夜盲症、黄斑部病变的患者,随着光感受器退化,将会慢慢失去视力。

    如果我们要在眼中植入“感光元件”,绕过受损的感光细胞将视觉讯息传输到大脑,其中一个关键因素便是供电来源?没有多余的空间可以置入电池,更换电池或是充电又是个问题,因此可自供电为要点,也只有太阳能板能满足这个选项。

    且还不是现在常见的硅晶太阳能板,硅晶电池虽然转换效率高、已规模发展,但脆硬性质不适合做成曲面的太阳能模组,Römer 目标是磷化铟镓(GaInP)、砷化镓(GaAs)等三五族太阳能,贵,可是容易调整材料性能,能打造效率更高的太阳能板。

    三五族太阳能板能藉由相互堆叠,提高转换效率,Römer 表示,为了刺激神经元,需要比单一太阳能电池还要更高的电压,若把感光元件想象成画素,需要三片太阳能电池来产生足够的电压发送到大脑,因此团队正在研究如打造串叠型太阳能电池。

    路途相当遥远,目前也还在概念验证阶段,仅在实验室将两片太阳能堆叠 1 平方厘米,下一步是将它们制成视觉所需的微小画素,再逐步堆叠三片太阳能电池。

    未来这项技术得先在实验室规模测试、后进入动物实验,之后才可以进到人体临床,届时设备尺寸将会是 2 平方厘米,画素尺寸约 50 微米,真正获得“医疗植入物”名称还有很长一段路要走。

    Römer 指出,这项设备也只有经过雷射照射才能运作,患者只能看到解析度相当低的黑白影像。届时人们应该也要搭配戴一副特殊护目镜或智慧眼镜,才能够放大光讯号到能刺激眼睛神经元的强度。

    即使如此,他认为这是唯一能让患者再次保留部分视觉的医疗设备了。

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