一组研究人员确定了一种有前途的新方法，可能有一天可以帮助恢复受到黄斑变性和其他视网膜疾病影响的人们的视力。
来自布朗大学研究人员的一项新研究表明，金纳米粒子——比人类头发细数千倍的微小金块——可能在未来用于帮助恢复黄斑变性和其他视网膜疾病患者的视力。
在发表在《ACS Nano》杂志上的一项研究中，得到了美国国立卫生研究院的支持，研究团队显示，注射到视网膜中的纳米粒子可以成功刺激视觉系统，并恢复视网膜疾病小鼠的视力。研究结果表明，一种新型的视觉假体系统，其中纳米粒子与小型激光设备结合使用，佩戴在眼镜或护目镜中，可能在未来帮助视网膜疾病患者再次看到。
负责该研究的国家卫生研究院博士后研究员聂佳瑞表示：“这是一种新型的视网膜假体，具有在无需任何复杂手术或基因改造的情况下恢复因视网膜退化而丧失的视力的潜力。我们认为这一技术有可能改变视网膜退行性疾病的治疗模式。”
聂佳瑞是在布朗大学工程学院的副教授李钟煥的实验室中完成此工作的，李教授对这项工作进行了监督，并担任研究的资深作者。
黄斑变性和视网膜色素变性等视网膜疾病在美国和全球影响着数百万人。这些疾病损害视网膜中称为光感受器的光敏细胞——将光转化为微小电脉冲的“杆”细胞和“锥”细胞。这些脉冲激励其他位于视觉链更高位置的细胞，称为双极细胞和神经节细胞，它们处理光感受器信号并将其传递到大脑。
这种新方法直接将纳米粒子注入视网膜，以绕过受损的光感受器。当红外光聚焦在纳米粒子上时，它们会产生微量热量，激活双极细胞和神经节细胞，类似于光感受器脉冲所做的那样。由于黄斑变性等疾病主要影响光感受器，而双极和神经节细胞保持完整，因此这种策略有潜力恢复失去的视力。
在这项新研究中，研究团队在小鼠视网膜和有视网膜疾病的活小鼠中测试了纳米粒子的方法。在注射液体纳米粒子溶液后，研究人员使用图案化的近红外激光光线投射形状到视网膜上。通过使用钙信号检测细胞活动，团队确认纳米粒子在与激光投射形状匹配的模式中激励双极细胞和神经节细胞。
实验显示，无论是纳米粒子溶液还是激光刺激都没有引起可检测的不良副作用，代谢标志物没有显示炎症和毒性。研究人员使用探针确认纳米粒子的激光刺激导致小鼠视觉皮层的活动增加——这一迹象表明之前缺失的视觉信号被传递并由大脑处理。研究人员表示，这表明视力至少部分恢复，这是将类似技术应用于人类的一个好兆头。
对于人类使用，研究人员设想了一种将纳米粒子与安装在眼镜或护目镜中的激光系统结合的系统。护目镜中的相机将从外部世界收集图像数据，并使用它来驱动红外激光的图案化。激光脉冲随后将刺激人的视网膜中的纳米粒子，使他们能够看见。
这种方法类似于几年前被食品和药物管理局批准用于人类使用的一种方法。旧的方法结合了相机系统与小型电极阵列，该阵列在眼睛中外科植入。根据聂佳瑞的说法，纳米粒子的方法有几个关键优势。
首先，它的侵入性要小得多。与手术相比，聂佳瑞说：“玻璃体内注射是眼科中最简单的手术之一。”
在功能上也有优势。之前的方法的分辨率受到电极阵列大小的限制——大约60个平方像素。由于纳米粒子溶液覆盖整个视网膜，新方法有可能覆盖某人的全视觉范围。而且由于纳米粒子对近红外光的反应而不是可视光，该系统不一定会干扰任何人可能保留的残余视力。
聂佳瑞表示，在该方法可以在临床环境中尝试之前需要更多的工作，但早期研究表明这是可能的。
聂佳瑞谈到这项研究时表示：“我们表明纳米粒子可以在视网膜中停留数月而没有重大毒性。我们还证明它们可以成功刺激视觉系统。这对未来应用非常鼓舞。”
这项研究得到了美国国立卫生研究院的国家眼科研究所（R01EY030569）、中国国家留学基金委奖学金、沙特阿拉伯文化使团奖学金，以及韩国炼金术项目（RS-2024-00422269）的资助。共同作者还包括釜山国立大学的金熙植教授、布朗大学的刘涛教授，以及布朗大学的学生哈菲特·阿尔·戈萨因、亚历山大·内费特、亚伦·切里安、盖亚·玛丽·杰巴卡和克里斯汀·Y·马。
