科大研全球首隻3D視網膜人造眼球 效能超越人眼料10年內應用助患者重拾光明

社會 18:21 2020/06/09

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科大工程學院團隊花9年時間,成功研發人造眼,性能有潛力超越人眼。(科大提供圖片)

隨著年紀增長,人眼出現視網膜病變的機會增加,現時除手術外,也有企業研發生物眼,但動輒索價近百萬元,不是人人可以負擔。科大電子及計算機工程學系團隊與美國加州大學柏克萊分校合作,成功研發出全球首顆3D視網膜人造眼球,將來有望能夠應用在人體上,為視網膜病變患者重拾光明。

領導研發團隊的科大電子及計算機工程學系教授范智勇表示,全球有近3.5%人口、即逾2億有眼睛病變問題,加上現代人看電視、手機時間長,料患眼疾的人口比例將不斷上升。

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他指,雖然現時有美國企業成功研發生物眼,但其感光器數量少,無辦法模擬人類眼睛,亦需要在以電線連接外部電源,並經一副眼鏡接收和處理影像,令成像質素很低,僅能簡單地呈現路前是否有障礙物。

研究團隊示範「電化學仿生眼」的運作原理。(科大提供圖片)

團隊在9年前開始構思,並在2016年起落實研發3D人造眼球,他們參考八爪魚的眼睛,將感光器置於視神經線之前,避免光線需穿透神經及盲點問題,當中最核心的是3D立體人造視網膜,上面裝有大量鈣鈦礦納米線感光器,模擬人類視網膜中的感光細胞;團隊並以液態金屬線模擬人類眼球後的神經線,及以離子液體模擬眼球中的玻璃狀液,又可作為電極傳導神經訊號。

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團隊將人造眼球連接到電腦,進行數據處理後,成功還原影像,由於人造眼感光器在人工視網膜的密度比人類視網膜中的感光細胞更高,人造眼對光線的反應速度及影像解像度甚至較人眼高,可視的光波長範圍達300納米至800納米,較人眼可視範圍300納米至700納米大,或能看見部分紅外線,達到夜視效果。

人造眼最核心的是3D立體人造視網膜,上面裝有大量鈣鈦礦納米線感光器,模擬人類視網膜中的感光細胞。(科大提供圖片)

范智勇稱,項目研發至今已花費約300萬港元,而研究成果已於近日在著名科學期刊《自然》上發表,團隊下一步將改善其性能和生物相容性,期望在明年可以先進行動物實驗,約5年後開展臨床試驗,約10年後就可以推出市場,雖然現未有計算製造成本,但料大量生產的話,單價能夠壓低。

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記者:徐紹軒