视网膜下光伏植入物的原位升级增强假体视觉功能

《Nature Communications》：

《自然-通讯》推荐：针对萎缩性年龄相关性黄斑变性(AMD)患者现有假体视觉分辨率不足的问题，斯坦福大学Daniel Palanker团队创新性地开发了可升级的视网膜下光伏植入系统(PRIMA)。研究通过大鼠模型成功实现100μm像素PRIMA植入物的安全移除，并原位替换为22μm像素新型单极(MP)阵列，使光栅视力从87μm提升至28μm（达到大鼠自然视力极限）。该技术突破为临床患者未来升级更高分辨率假体提供了可行性方案，对推动神经假体技术发展具有重要意义。

　　

在治疗不可逆失明的征途上，视网膜假体技术正带来革命性突破。萎缩性年龄相关性黄斑变性(AMD)等疾病导致全球数百万人丧失中心视力，虽然视网膜内层神经元网络相对保留，但传统假体面临分辨率不足的瓶颈。现有PRIMA光伏植入物虽能提供20/440视力，但其100μm像素尺寸成为提升视敏度的物理限制。更令人振奋的是，斯坦福大学团队开发的下一代22μm像素植入物已在动物模型中展现出突破性潜力——这不禁引发关键思考：已植入第一代设备的患者，能否安全升级至更高分辨率的假体？

来自斯坦福大学Mohajeet B. Bhuckory、Daniel Palanker等跨学科团队在《自然-通讯》发表的研究，系统评估了视网膜下植入物升级的技术可行性。研究人员创新性地建立了一套完整的手术方案，在皇家外科学院(RCS)大鼠模型中，成功实现三种构型植入物（平面、蜂窝状HC和柱状PIL）的安全移除与替换。通过多模态评估证实，升级后的22μm单极(MP)阵列使假体视力达到28μm的大鼠自然视力极限，且视网膜电兴奋性保持稳定。这项研究为临床转化提供了重要技术支撑，使未来患者有望通过微创手术获得持续升级的视觉功能。

关键技术方法包括：1）采用经巩膜-视网膜手术路径完成植入物置换；2）光学相干断层扫描(OCT)和共聚焦显微术监测视网膜结构完整性；3）视觉诱发电位(VEP)评估电刺激阈值；4）光栅视力测试量化空间分辨率；5）免疫组化分析视网膜病理改变。研究使用33只6月龄RCS大鼠建立模型，通过6周观察确保内颗粒层(INL)完成迁移。

研究结果部分揭示多项重要发现：
"视网膜-植入物整合特征"显示，所有构型植入物均能与INL形成稳定整合。共聚焦重建显示平面器件表面覆盖完整INL细胞，而HC和PIL器件分别促进细胞向25μm深孔洞和柱间间隙迁移，证实三维结构对细胞定向引导作用。

"手术取出技术"开发了创新的二次切口策略。通过原手术瘢痕处操作，配合平衡盐溶液(BSS)和粘弹剂应用，三种构型植入物均完整取出。扫描电镜(SEM)证实残留细胞主要为小胶质细胞(IBAl⁺)，神经元结构保持完整。

"视网膜取出后完整性"通过OCT长期监测显示，虽然出现亚视网膜高反射层（可能为纤维化组织），但INL厚度无显著变化(p=0.8)。胶质纤维酸性蛋白(GFAP)染色表明米勒细胞活化程度与疾病本身相关，手术未加剧损伤。

"植入物更换与升级"实验成功将PRIMA替换为22μm MP阵列。关键的是，新植入物电刺激阈值保持0.059 mW/mm²，与初次植入无差异。光栅视力测试显示升级后分辨率达28μm，较PRIMA的87μm提升3倍。

"讨论与展望"部分强调，该研究首次证实视网膜假体"硬件升级"的可行性。特别对于三维构型植入物，尽管存在细胞迁移带来的手术挑战，但通过优化粘弹剂应用和器械设计仍可实现安全移除。临床转化时，更大的人眼操作空间将降低手术难度。值得注意的是，立即重新植入可预防亚视网膜纤维化，这为未来临床升级策略提供重要参考。

这项研究的突破性意义在于：首先，建立了视网膜假体升级的技术标准，包括手术方案、安全性评估和功能验证体系；其次，证实电刺激阈值稳定性，消除对二次手术影响神经兴奋性的担忧；最重要的是，为现有PRIMA植入者未来升级至20/80甚至更佳视力铺平道路。随着像素尺寸缩小至22μm，配合数字变焦技术，患者有望获得接近20/20的功能性视力。该成果不仅推动神经假体技术发展，更开创了"可升级医疗植入物"的新范式，为其他神经接口设备提供借鉴。