碲纳米线视网膜纳米假体实现宽谱视觉修复与红外感知增强

为解决视网膜退行性疾病患者的光感知能力丧失问题，来自中国的科研团队开发了基于碲纳米线网络(TeNWNs)的视网膜纳米假体。该装置通过自发宽谱光电转换（可见光至近红外-II波段），在盲鼠和非人灵长类模型中成功恢复视觉功能并实现红外成像，为无创植入式视觉修复提供了新范式。

　　

自然界中，蛇类等动物通过同时感知红外辐射与可见光谱更精准地评估环境。人类眼球缺乏红外响应光感受器，而长波长低能量的红外光无法触发视觉信号。对于黄斑变性等严重眼病患者，红外视觉理论上可辅助弱光环境下的视觉功能。拓展包含红外光在内的宽谱感知技术将带来显著临床获益。

现有宽谱视网膜假体多采用纳米颗粒或光电二极管将红外光转化为可见光或热能刺激视网膜细胞，但因需注射或笨重辅助设备，存在安全性和实用性问题。研究团队设计出基于碲纳米线网络(TeNWNs)的新一代视网膜纳米假体，其通过本征宽带光电转换（覆盖可见光至近红外-II波段），在零偏压下即可产生超大光电流，且无需额外辅助设备。该装置通过亚视网膜植入术安全植入小鼠和食蟹猴(Macaca fascicularis
)眼内。

理论计算揭示，碲纳米线网络的超大宽谱光电流与纳米线晶格内部缺陷不对称性及界面效应相关。通过窄带隙、强吸收和不对称性工程，该纳米光电器件展现出创纪录的高光电流响应，其光敏感波长范围超越现有盲症光敏恢复技术，覆盖可见光至近红外-II区。植入前测试证实纳米假体的光电特性稳定性及对光模式的精确响应。

在盲鼠模型中，植入的纳米假体替代损伤的光感受器，成功激活视神经和视觉皮层反应。与未治疗组相比，植入小鼠表现出更优的瞳孔对光反射，并在近80倍低于临床安全阈值的弱光下完成水奖励视觉线索联想学习等行为学测试。在食蟹猴模型中，纳米假体与视网膜紧密整合，产生稳健的视网膜源性可见光/红外光响应。

该研究为碲纳米线网络视网膜假体提供了生物学可行性参数，其零偏压自发光电转换特性可覆盖可见光至红外光谱。这种纳米假体通过简单亚视网膜植入术即可产生强光电流激活残存视网膜神经环路，且无需笨重的眼内外组件。动物实验证实该技术不仅能恢复可见视觉，还可拓展红外感知能力，为人类视觉修复及增强提供了更安全高效的宽谱解决方案。