【工業之美】3D列印“仿生眼”或幫助失明者複明

“黑暗使人更加懂得視力之可貴，寂靜教育人懂得聲音的甜美。”海倫·凱勒在《假如給我三天光明》中寫到。對於失明的人，沒有什麽比複明更能感到欣喜。

為了幫助失明患者增強視力，研究人員正在研製擁有視力的“仿生眼”。近日，美國明尼蘇達大學（University of Minnesota）的研究團隊宣布了他們在“仿生眼”研究上的突破，首次使用3D列印技術在半球面上製造出了光接收器陣列。

圖片來源：明尼蘇達大學網站

如何在曲面上完成列印是研究的難點之一。為此，研究人員啟用了一台特製的3D印表機。在列印過程中，他們先在一個半球形玻璃體上用銀粒子油墨列印一層底座，這種特製的油墨會在曲面上均勻地變乾，而不是順著曲面流下來。隨後，研究人員用半導體聚合材料在底座上列印出能夠將光線轉變成電信號的二極管。整個仿生眼的列印過程需花費約一個小時的時間。

論文的合著者之一、明尼蘇達大學機械工程系副教授McAlpine教授迫切期待“仿生眼”研究的成功。他在明尼蘇達大學發布的消息中表示，“我媽媽有一隻眼失明，每當我談起我的工作，她就會說，‘你什麽時候能幫我列印一隻仿生眼？’”。

McAlpine表示，“在多數人的概念中，‘仿生眼’並不存在於真實世界，但是借助多材料3D列印技術，它比以往任何時候都接近真實。”據他介紹，在最新研究中，“仿生眼”的光電轉換率已經達到25%。作為參照，目前1微米厚薄膜太陽能電池的最高光電轉換率僅為22.4%。

但是，由於質感堅硬，這種“仿生眼”暫時還無法應用於人體。現在，研究人員正嘗試尋找在軟體半球狀材料上進行列印的方法，以便將其植入眼眶。同時，研究人員嘗試增加更多的光受體來增強“仿生眼”的光電轉換效率。

事實上，早在2012年已經有人成功植入了“仿生眼”。但此前的“仿生眼”往往需要借助一個裝有攝影裝置的外置設備。

據《每日郵報》報導，因遺傳性視網膜色素變性而視力受損的澳大利亞人戴安·亞施沃斯，通過植入“仿生眼”恢復了部分視力。該“仿生眼”由澳大利亞仿生視覺（Bionic Vision Australia）設計、製造。

這個擁有24個電極的裝置，被植入眼睛視網膜附近的脈絡膜中，通過刺激視網膜將信號傳輸到大腦並形成影像。研究人員稱，借助該裝置，失明者可恢復輕度視力，區分光和黑色物體的明暗對比及邊緣。

2013年，美國加利福尼亞州第二視覺公司（Second Sight）研製出的Argus? II視覺恢復系統，獲得美國食品藥品管理局（FDA）認證，可用於重度視網膜變性。

Argus? II內置裝置 圖片來源：Second SightArgus? II外置設備 圖片來源：Second Sight

該系統主要由兩部分設備構成：一個是視網膜植入物，包括信號接收器、電子接收盒和電極陣列；一個是體外的穿戴設備，包括一副眼鏡、一個攝影頭和影片處理器。攝影頭捕捉到的影片影像在經過影片處理器處理後，被發送給內置的信號接收器，然後由電極陣列模擬視網膜神經，傳遞給大腦，並形成影像。