レジ袋のポリエチレンが「人工網膜」になる日

岡山大学「高解像度での視力回復」の新技術

人工網膜(右側の瓶)と眼球に挿入するために開発した専用の装置(筆者撮影)

網膜から視神経へと電気信号が伝わらない。それはすなわち「視力を失う」ことを意味している。しかし、言い換えれば光を電気信号に変換し、視神経へと伝えるデバイスがあれば、網膜の代わりに映像を脳に伝えることができる。

まるでSFの世界のようではあるが、実はこうしたデバイスはすでに存在しており、アメリカ食品医薬品局が認定したデバイスとして「Argus II」というシステムがある。

Argus IIは60個の小電極を並べたデバイスで、1つのノード(電極)が100~10000の視神経細胞を刺激することで、明るさを感じさせることが可能だ。しかし、ノード数は60個しかない。すなわち、Argus IIを埋め込んだとしても、得られる視野の中には、モノクロの60ピクセルで構成されるモザイクにしかならない。

もちろん、たった60画素であったとしても、完全に視力を奪われた患者からすれば、大きな助けにはなるだろう。大まかな行動の指針にはなるからだ。

ところが岡山大学では、まだ動物実験の段階ではあるものの、視神経が本来持っているオリジナルの解像度そのままで明るさを感じられる人工網膜が開発されているという。

視野は患者による差違はあるものの、おおむね視野角30度の範囲で明るさの差違を見分けることができる。また10ルクスといった低照度の光に対しても、視神経への十分な反応が得られていることから、かなり広い照度範囲で視覚を得られるのではないか?と期待されている。

ポリエチレン薄膜を網膜裏に移植

岡山大学の大学病院でも診療する医学博士の松尾俊彦准教授が、高分子素材の専門家で工学博士の内田哲也准教授と共同で開発した「OUReP(オーレップ)」は、薄いポリエチレン基板(薄膜)の表面に光を電位差へと変換する性質を持つ特殊な色素分子を密に結合させることで作られる。

人工網膜の実物。光電変換色素が赤いため、薄いピンク色をしている(筆者撮影)

この光電変換色素を結合した薄膜は300ルクスの明るさを照射するとその表面には100ミリボルト前後の電圧変化が得られるという。光電変換は色素分子ごとに起きるため、光が当たった部分にのみ電位差が発生する。この光電変換色素を結合したポリエチレン薄膜を、機能しなくなっている網膜の裏に移植すると、発生した電位差が神経細胞を刺激し、それが明るさ情報となって脳に伝わり認識される仕組み。

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