[发明专利]一种仿生视觉修复材料、修复膜及其制备方法、修复器件

说明书

本发明属于生物材料技术领域，具体公开了一种仿生视觉修复材料、修复膜及其制备方法、修复器件。该仿生视觉修复材料包括凝胶材料，凝胶材料为铁电凝胶或压离子凝胶，铁电凝胶选自聚丙烯腈和/或聚丙烯腈复合凝胶，所述铁电凝胶选自聚丙烯腈和/或聚丙烯腈复合凝胶；所述凝胶材料的杨氏模量为10Pa‑300MPa，且在200nm‑2500nm的光照或功率为1W‑1000W的超声波下，可产生的电流密度为1pA mm^‑2‑100mA mm^‑2，电压为10mV‑100V的电信号。本发明的仿生视觉修复材料，具有柔软的特性，可自适应贴合眼球或视皮层；且在光照或超声波下，可产生电信号，能够刺激视觉神经细胞，修复视觉。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种仿生视觉修复材料、修复膜及其制备方法、修复器件。

背景技术

视觉是人类获取信息的最重要途径之一。视网膜退行性疾病如视网膜色素变性、黄斑变性等是导致成年人致盲的主要原因，这类疾病迄今为止还没有有效的临床治疗方法。研究发现，视网膜退化或者感光细胞病变导致的失明，盲人视觉通路上仍然有相当数量的神经元功能是保持完好的，因此可植入人工视网膜刺激神经细胞以恢复部分视觉能力。

目前，有一些植入式电子设备作为视觉假体，通过微处理器对外界图像信息进行加工处理后，利用植入体内的微电极阵列对视觉神经通路功能完好的神经元施加脉冲电流刺激，在一定程度上恢复患者视觉。这类视觉假体已经在临床上证实了其有效性，为失明患者带来了福音。但是这类视觉假体通常需要外接供能单元和无线传输控制，给植入手术带来很大的困难，同时微电极阵列的电极密度较低，在一定程度上影响了视觉的空间分辨率，而且设备复杂，存在信号串扰、产热较多、封装困难等问题。

近年来，基于光电效应的无源型视觉假体得以发展，因为这类视觉假体无需上述复杂结构，直接将光信号转化为电信号并刺激视神经节细胞、视网膜感光细胞或视觉脑皮层，大大的降低手术的难度，同时具有结构简单，成本低等优势，被视为人造视网膜的理想解决方案。但是，目前的视觉修复材料的硬度很大，难以贴合眼球，与视神经紧密接触进而刺激视神经，实际使用中受到限制。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种仿生视觉修复材料、修复膜及其制备方法、修复器件，其中：仿生视觉修复材料中含有铁电凝胶或压离子凝胶或由凝胶材料(铁电凝胶或压离子凝胶)和光响应材料复合而成，该材料具有柔软特性，可与眼球或视皮层自适应贴合。同时，本发明的仿生视觉修复材料在光照或超声波下，可由凝胶材料自身产生电，或由分布于凝胶材料中的光响应材料产生光电效应而产生电，能够刺激视觉神经细胞，修复视觉。

为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种仿生视觉修复材料，所述仿生视觉修复材料包括凝胶材料，所述凝胶材料为铁电凝胶或压离子凝胶，所述铁电凝胶选自聚丙烯腈和/或聚丙烯腈复合凝胶，所述铁电凝胶的杨氏模量为10Pa-300MPa，且在200nm-2500nm的光照下或功率为1W-1000W的超声波下，可产生的电流密度为1pA mm^-2-100mA mm^-2，电压10mV-100V的电信号。

具体地，本发明的仿生视觉修复材料中含有特定的铁电凝胶或压离子凝胶，赋予材料柔软特性，由于其杨氏模量较低，有利于贴合眼球或视皮层。同时，凝胶材料在光照或超声波下由于光电效应可产生电，能够刺激视神经节细胞、视网膜感光细胞或视觉脑皮层，以修复视觉。其中：铁电凝胶由于自身具有光电效应可产生电，因此在光照或超声波下可单独作为仿生视觉修复材料使用；压离子凝胶则是在受力时，凝胶中离子发生定向运动，从而产生电荷，因此在超声波下可为其带来应力，从而产生电。

作为上述方案的进一步改进，所述仿生视觉修复材料还包括光响应材料，所述光响应材料分布于所述铁电凝胶中。