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Narfstrom探索视网膜复明之路

来源:生命经纬 作者: 2007-1-12
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摘要: 来自密苏里大学哥伦比亚分校(*)的兽医眼科专家KristinaNarfstrom,正在研究通过微芯片移植帮助动物复明。在Narfstrom看来,前期实验进展得非常顺利。“世界范围内,大约每3500人中就有一人遭受视网膜色素变性(retinitispigmentosa。这个遗传病可以让视网膜细胞死亡,最终导致失明,”Narfstrom介绍说,“我们现在的研究目......


来自密苏里大学哥伦比亚分校  (*)的兽医眼科专家Kristina  Narfstrom,正在研究通过微芯片移植帮助动物复明。在Narfstrom看来,前期实验进展得非常顺利。

“世界范围内,大约每3500人中就有一人遭受视网膜色素变性(retinitis  pigmentosa;参见备注1)带来的痛苦。这个遗传病可以让视网膜细胞死亡,最终导致失明,”  Narfstrom介绍说,“我们现在的研究目标就是考察移植手术的安全性,并相应开发出一套外科技术。我们希望通过移植技术,让自然光在患者的视网膜细胞上逗留的时间更久一些。”

作为一名兽医眼科教授,Narfstrom主要以患有遗传性视网膜致盲的阿比西尼亚猫(**)和波斯猫(***)为实验材料。因为猫眼的大小和构造与人眼相似,所以猫眼是这个领域研究非常好的模型,甚至两者间可以通用同样的技术和器材。同时,猫与人还共同患有一些眼部疾病。例如,Narfstrom使用的阿比西尼亚猫模型,在1到2岁时失去视力,在4岁时彻底失明,与人类的情况相似。

至今为止,Narfstrom已经对视力严重损坏或失明的猫做过多次手术。手术的大致过程是Narfstrom先在巩膜(参见备注2)上开两个小口。移开玻璃体后,Narfstrom会在视网膜上制造一个小水泡和一个小的开口,只要能容下微芯片即可。事实上,微芯片的体积很小,直径为2毫米,厚度仅为23微米。这个芯片中含有数千个微感光二极体,可以将光信号转为电脉冲传递给视网膜。

“我们深知这项技术的潜在意义和应用价值,它将帮助视网膜引起的失明患者改善视力,”  Narfstrom说道,“当然,这项技术也可以用在患有同样疾病的动物身上,因为技术本身就是以动物为模型的。”



备注1:



网膜色素变性(RP)指的是影响视网膜、引起视网膜功能退化的一组疾病。  

视网膜是位于眼球内部的精密的薄层组织,它包含着多层被称作“感光器”的感光细胞,这些感光细胞通过视神经与大脑相连。如果你把眼睛视作接受图像的照相机,那么视网膜就是记录图像的胶卷。视网膜下面是视网膜色素上皮(RIPE)。视网膜色素上皮支持着视网膜感光细胞的工作。视网膜上有两种感光细胞:  视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞集中在视网膜的中心部位  (称为黄斑区),负责中心视觉和分辨五颜六色。视杆细胞分布在黄斑区外围,负责周边视觉和暗视觉。视锥细胞和视杆细胞都将光线刺激转化为电脉冲,通过神经细胞传递到视神经,  经视神经再将信号传递至大脑,从而“看到”实际影像。RP患者的感光细胞逐渐变性,最终丧失功能。



  



备注2:



眼睛结构:

            人的眼睛近似球形,位于眼眶内。正常成年人其前后径平均为24mm,垂直径平均23mm。最前端突出于眶外12~14mm,受眼睑保护。眼球包括眼球壁、眼内腔和内容物、神经、血管等组织。

  1.  眼球壁主要分为外、中、内三层

  外层

          由角膜、巩膜组成。前1/6为透明的角膜,其余5/6为白色的巩膜,俗称"眼白"。眼球外层起维持眼球形状和保护眼内组织的作用。角膜是接受信息的最前哨入口。角膜是眼球前部的透明部分,光线经此射入眼球。角膜稍呈椭圆形,略向前突。横径为11.5-12mm,垂直径约10.5-11mm。周边厚约1mm,中央为0.6mm。角膜前的一层泪液膜有防止角膜干燥、保持角膜平滑和光学特性的作用。角膜含丰富的神经,感觉敏锐。因此角膜除了是光线进入眼内和折射成像的主要结构外,也起保护作用,并是测定人体知觉的重要部位。角膜含丰富的神经,感觉敏锐。眼睛前中央部份的透明组织没有血管折射光线(占总屈光度的2/3)。  

巩膜为致密的胶原纤维结构,不透明,呈乳白色,质地坚韧。

  中层

            又称葡萄膜,色素膜,具有丰富的色素和血管,包括虹膜、睫状体和脉络膜三部分。结膜是最外一层包住巩膜的透明膜,内有微丝血管及制造眼泪的细胞和泪腺抵挡创伤。  

        虹膜:呈环圆形,在葡萄膜的最前部分,位于晶体前,有辐射状皱褶称纹理,表面含不平的隐窝。不同种族人的虹膜颜色不同。中央有一2.5-4mm的圆孔,称瞳孔。眼睛中间黑色的圆形位置控制多少光线进入视网膜在暗的环境会放大;在光猛及望近物件的时候会缩小。

        睫状体前接虹膜根部,后接脉络膜,外侧为巩膜,内侧则通过悬韧带与晶体赤道部相连。脉络膜位于巩膜和视网膜之间。脉络膜的血循环营养视网膜外层,其含有的丰富色素起遮光暗房作用。

  内层

        为视网膜,是一层透明的膜,也是视觉形成的神经信息传递的第一站。具有很精细的网络结构及丰富的代谢和生理功能。视网膜的视轴正对终点为黄斑中心凹。黄斑区是视网膜上视觉最敏锐的特殊区域,直径约1-3mm,其中央为一小凹,即中心凹。黄斑鼻侧约3mm处有一直径为1.5mm的淡红色区,为视盘,亦称视乳头,是视网膜上视觉纤维汇集向视觉中枢传递的出眼球部位,无感光细胞,故视野上呈现为固有的暗区,称生理盲点。

  2.  眼内腔和内容物  

            眼内容物包括房水、晶体和玻璃体。三者均透明,与角膜一起共称为屈光介质。

  房水由睫状突产生,有营养角膜、晶体及玻璃体,维持眼压的作用。

  晶体为富有弹性的透明体,形如双凸透镜,位于虹膜、瞳孔之后、玻璃体之前。  

  玻璃体为透明的胶质体,充满眼球后4/5的空腔内。主要成分为水。玻璃体有屈光作用,也起支撑视网膜的作用。

  3.  视神经、视路

  视神经是中枢神经系统的一部分。视网膜所得到的视觉信息,经视神经传送到大脑。  

  视路是指从视网膜接受视信息到大脑视皮层形成视觉的整个神经冲动传递的径路。

  4.  眼附属器

        眼附属器包括眼睑、结膜、泪器、眼外肌和眼眶。

  眼睑

        分上睑和下睑,居眼眶前口,覆盖眼球前面。上睑以眉为界,下睑与颜面皮肤相连。上下睑间的裂隙称睑裂。两睑相联接处,分别称为内眦及外眦。内眦处有肉状隆起称为泪阜。上下睑缘的内侧各有一有孔的乳头状突起,称泪点,为泪小管的开口。生理功能:主要功能是保护眼球,由于经常瞬目,故可使泪液润湿眼球表面,使角膜保持光泽,并可清洁结膜囊内灰尘及细菌。

  结膜

        是一层薄而透明的粘膜,覆盖在眼睑后面和眼球前面。按解剖部位可分为睑结膜、球结膜和穹隆结膜三部分。由结膜形成的囊状间隙称为结膜囊。

  泪器

        包括分泌泪液的泪腺和排泄泪液的泪道。

  眼外肌

        共有6条,司眼球的运动。4条直肌是:上直肌、下直肌、内直肌和外直肌。2条斜肌是:上斜肌和下斜肌。

  眼眶

        是由额骨、蝶骨、筛骨、腭骨、泪骨、上颌骨和颧骨7块颅骨构成,呈稍向内,向上倾斜,四边锥形的骨窝,其口向前,尖朝后,有上下内外四壁。成人眶深4~5cm。眶内除眼球、眼外肌、血管、神经、泪腺和筋膜外,各组织之间充满脂肪,起软垫作用。

        人类的眼睛就好似一架相机:光线经过角膜及光圈(  瞳孔  ),再由镜头(  晶体  )聚焦到菲林(  视网膜  )上。

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