视网膜假体旨在通过电刺激视网膜神经元来恢复部分视觉功能，尤其适用于因视网膜退行性疾病（如视网膜色素变性）导致的视力丧失患者。脉络膜上电极阵列因其手术侵入性较小、设备稳定性高等特点成为研究热点。然而，安全性和长期稳定性始终是开发视网膜假体的关键挑战。
本研究以猫模型为基础，开发了一种新型的脉络膜上电极阵列植入技术，并验证其在长期视网膜电刺激中的安全性和效果。研究重点在于优化外科操作流程、评估设备稳定性以及通过行为和生理学测量确定其功能可行性。
材料与方法
1. 动物与设备设计
- 动物选择：7只健康成年猫，视力正常且无眼部疾病。
- 设备设计：
- 电极阵列包括脉络膜上电极、皮下导线、一体化的固定臂、回路电极，以及颅骨上的脑电记录电极。
- 所有装置采用耐用的生物相容性材料制成，设计为一体化结构以便长期植入。
2. 外科技术
- 脉络膜上电极阵列植入：
- 通过结膜切口进入眼部，在脉络膜上植入柔性电极阵列。
- 电极阵列通过前额和顶骨固定，导线经皮下隧道向外引出，并在肩胛骨之间形成稳定的皮下接口。
- 导线和固定臂的定位：
- 导线穿过颞骨区域的皮下隧道，固定臂嵌入乳突骨腔中。
- 颅骨上的回路电极和记录电极通过钛夹固定。
- 术后护理：
- 在麻醉复苏后，监测动物行为状态、植入部位的炎症反应及伤口愈合情况。
3. 电刺激与监测
- 电刺激试验：
- 使用多通道电刺激器进行慢性视网膜刺激，每只猫接受持续3个月的电刺激。
- 电流参数根据安全阈值（电流强度、频率）优化，以避免组织损伤。
- 评估指标：
- 行为学反应：通过观察猫对光电刺激的反应，评估电极功能。
- 皮层记录：使用对侧视觉皮层上的脑电记录电极，记录刺激引发的皮层电位（Cortical Response）。
4. 安全性评估
- 影像学检查：
- 定期使用眼底摄影和光学相干断层扫描（OCT）监测电极阵列的位置稳定性及视网膜组织的健康状态。
- 组织学评估：
- 在试验结束后，通过组织切片分析植入部位和周围视网膜组织是否存在炎症或细胞结构变化。
- 功能性评估：
- 通过ERG测量视网膜的生理功能是否受影响。
结果
1. 手术成功率与稳定性
- 所有植入手术均在4-5小时内完成，术中和术后无显著并发症。
- 电极阵列和导线系统在3个月的试验期间保持稳定，无移位或设备失效。
2. 功能性反应
- 在所有7只猫中均成功记录到行为学反应和视觉皮层电位，表明电极阵列能够有效刺激视网膜并诱发皮层响应。
- 不同电极的刺激强度在安全阈值范围内均能引发一致的皮层反应。
3. 安全性评估
- 影像学检查未发现视网膜或其他眼部组织的显著损伤。
- 组织学分析表明，植入部位的脉络膜和视网膜组织未见明显炎症或结构性破坏。
参考文献：
A Surgical Techniquel For Chronic Active Stimulation With A Suprachoroidal Electrode Array in a Feline Model