台灣研發視網膜晶片有成 可望助視障者重見光明

根據世界衛生組織(WHO)統計，目前全球視障人口超過4,500萬，平均每5秒鐘就有一個病患病情惡化，估計至西元2020年，視障人口將增加至7,600萬人。為了幫助全球視障者打開靈魂之窗、重見光明，交通大學的研究團隊宣佈在「植入式人工矽視網膜晶片」研究領域獲得重大進展。 由交大校長吳重雨博所帶領的「矽視網膜晶片研究團隊」，結合了國內生物醫學及電機的學者專家，包含榮民總醫院眼科權威醫師林伯剛、新竹清華大學專長生物視網膜研究的生命科學院焦傳金等人；該團隊除了在「植入式人工矽視網膜晶片」領域獲得重大進展；並且將邀請美國加州大學克魯茲分校教授、同時亦為交大校友的劉文泰合作，整合雙方的研究成果，由交大協助在台灣成立研究中心，並申請進行人工視網膜系統第二代人體臨床實驗。 該申請案目前已進入衛生署最後審查階段，實驗成功後，未來可應用於醫學界的視網膜晶片植入療程中，使病患揮別黑暗、重見光明，成為全球視障者的一大福音。 劉文泰的團隊所研發的人工視網膜系統，可以幫助因色素性視網膜炎(Retinitis Pigmentosa，RP)，或老年性黃斑病變(Age-Related Macula Degeneration，AMD)而失去視覺的病患，使其恢復部分視覺。這類病人視網膜的感光細胞雖然受損，但視神經功能正常，仍可傳遞視覺訊號到腦部進行處理。 該研究採用「視網膜外植入」的方式，在眼睛前方的眼鏡設置照相機，擷取視覺訊息後轉換成眼睛能接受的訊號，取代感光細胞的功能，再以射頻訊號(RF)傳入眼內。同時在眼球內植入脈波產生晶片，在視網膜外部貼上電極陣列，當眼睛外的訊號以無線的方式傳入眼睛內，脈波產生晶片會先接收該訊號，並轉成視神經訊號，再以導線傳導至視網膜的電極陣列上。 該電極陣列大小為4×4，共有16個刺激點，透過電極陣列刺激視神經細胞，將視覺訊號送至腦部。第一代的系統成像效果為16畫素，並已在美國成功進行第一代人體臨床實驗，有5位盲人接受晶片植入實驗後，可以看到物體的具體影像，如字母及桌椅等。 目前第二代植入系統改為以電波方式傳輸，手術時間可大幅縮短為1小時，並將電極陣列數增至8×8，美國已經核准第二代系統進行人體實驗，台灣也正申請人體實驗。未來希望繼續增加電極陣列數目，並降低系統耗電，而交大具有電機領域的專長，因此未來將結合雙方優勢進行學術交流合作。 交大表示，過去包括美國、日本、德國等醫療先進國家紛紛投入龐大資源研發微電子晶片與生醫科學整合的技術，並積極研發能夠取代人體視網膜的微晶片。該校校長吳重雨認為交大應該擴大研究領域，於是將原本擅長的資訊、工程領域研究，結合生物、醫學及生命科學進行跨領域整合，並以此為目標，積極帶領交大朝向生物醫學研究領域發展。 目前由吳重雨帶領博士班學生林俐如、楊文嘉及碩士班學生萬諶所組成的研究團隊，在矽視網膜晶片研究已經獲得重大進展。交大表示，該校團隊所研發的矽視網膜晶片植入療程有三大特點，首先交大所研發的人工矽視網膜晶片相當小，面積僅2mm2，厚度150微米，僅半顆米粒的大小，可產生電流刺激視網膜神經細胞，取代受損的感光細胞功能。將此矽視網膜晶片直接植入眼睛視網膜區內，即視網膜壞死的感光細胞與內核層細胞中間部位，晶片較易固定。 第二項特點是，由於人工矽視網膜晶片須仰賴光電池提供整個晶片運作所需能量，並且輸出有效電流刺激病患視網膜細胞，使病患恢復部份視覺。交大研究團隊採用「太陽能電池」，配合矽光電二極體的特性，可於晶片上同時進行感光和供電兩種不同功能，無須在人體內植入任何電源器即可供應晶片運作所需的電力。 第三項特點則是在人工矽視網膜晶片上，交大團隊除了成功使用矽晶片取代感光細胞的功能，第一代晶片亦已在與台北榮總合作的動物實驗中得到初步的成果，第二代晶片則更進一步利用類比電路的技巧，將視網膜水平細胞的功能一併整合入人工矽視網膜晶片中，近期將進行相關的動物實驗。 交大研究團隊並計劃與劉文泰在台灣合作成立「智慧型仿生裝置研究中心(Intelligent Prosthesis Research Center)」，集合國內生物醫學與電機相關學者專家，並汲取劉文泰於國外研究的寶貴經驗，共同投入生醫科技工程領域的研究。該研究中心組織架構分為三大部分，包括臨床實驗小組、研究小組與企業推廣小組，中心成立後首先將進行人工視網膜植入研究，後續也會將研究觸角拓展至神經科學領域，開發非藥物性神經疾病的治療。而劉文泰也已同意於今年下半年回到交大出任該中心主任。 資料來源: eetTaiwan 2007/6/8