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石墨烯角膜接触镜电极的优势与应用

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:光学相干断层成像和角膜地形图结果显示,柔性球形石墨烯接触镜电极与角膜形成了比硬质接触镜电极更贴合的共形界面,有利于ERG信号强度的提高和眼睛屈光度的保持。角膜荧光染色实验结果表明,柔性球形石墨烯接触电极在ERG测量所需的时间内佩戴后,不会对角膜产生明显损伤,说明了其具有高生物相容性。

石墨烯角膜接触镜电极的优势与应用

视网膜电图(Electroretinogram,ERG)是眼科临床电生理的一项基本检查项目,可根据视网膜对闪光的生物电响应特征反映视网膜功能的完整性。该方法不仅可以用于研究视觉形成的机制,也可用于视网膜功能的检查和各种眼底疾病的诊断。角膜接触镜电极是临床ERG测量的常用电极,相对于其他电极(如结膜电极),其测得的信号具有高幅值和高稳定性的优点。但传统的角膜电极是硬质的,容易使角膜发生擦伤且舒适度差,而且硬质角膜接触镜电极还易于改变眼睛的屈光,对需要刺激图案投射的多焦ERG和图形ERG的测量不利。

同时具有光学透明性和柔性的角膜电极在测量ERG时有很多优势,柔性球面电极可以和角膜形成共形界面,不仅有利于ERG信号的增强,而且还有利于避免屈光的改变。另外,由于透明电极不遮挡视野,可以使记录位点分布在整个角膜表面,从而提供了有效途径来研究ERG信号在眼球表面的空间分布特性。2018年,笔者报道了一种具有广谱光学透明度的柔性球形石墨烯接触镜电极(Graphene Contact Lens Electrode,GRACE),并利用该电极在食蟹猕猴上稳定地记录到了多种全视野ERG信号,包括明视ERG、暗视ERG和振荡电位等(图3-20)。相对于传统ERG-jet电极,该电极显著提高了ERG信号的幅值和信噪比。我们还利用该电极记录到了高质量的多焦ERG信号。光学相干断层(Optical Coherence Tomography,OCT)成像和角膜地形图结果显示,柔性球形石墨烯接触镜电极与角膜形成了比硬质接触镜电极更贴合的共形界面,有利于ERG信号强度的提高和眼睛屈光度的保持。角膜荧光染色实验结果表明,柔性球形石墨烯接触电极在ERG测量所需的时间内佩戴后,不会对角膜产生明显损伤,说明了其具有高生物相容性。另外,我们还制备了多通道石墨烯柔性透明微电极阵列,实现了角膜表面空间分辨的多位点ERG记录,成功观察到了ERG信号幅值在角膜中央最高,并向颞侧和鼻侧递减的空间分布特征。[50]

(www.xing528.com)

图3-20 用于ERG记录的GRACE及其制备流程[50]

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