以色列是世界第二大医疗器械供应国,以其强大的科技创新能力而著称,拥有国际领先的医疗器械及医药疗法技术。2015 年以色列有生命科学产业公司 1380 家,其中约 60%从事医疗器械研发和生产,产品以出口为主,主要市场为北美(68%)、欧洲(25%)、亚洲(5%)。世界主要医疗器械生产商,如 GE、飞利浦、西门子、强生等均在以色列设立了产品研发中心。
以色列的医疗产业有四大特点:
1. 是一个快速成长的新兴产业
2015 年以色列共有医疗器械企业 725 家,大部分是近 10 年成立的,将近一半是近 5 年内成立的。1997—2001 年是以色列医疗器械产业的高速增长期,年均增速达 19%,近年来则处于平稳增长期。约 34%的医疗器械企业处于盈利状态,其中 55.3%成立于 1997 年以前,而且是很成熟的企业,约 9%的盈利企业成立于近 5 年之中。约 35%的企业仍处于种子阶段,10%处于临床前阶段,17%处于临床阶段。
2. 关注重大疑难杂症
以色列医疗器械产业关注的重点为严重威胁人类健康,但目前缺乏有效治疗手段的重大疾病。因此,多数以色列医疗器械公司集中于治疗心血管及周边血管疾病、肿瘤、神经退化性疾病及其他与年龄有关的疾病领域(如眼科、骨科和脑科等)。其中从事心血管疾病治疗器械研制的公司最多,有 78 家,占以色列医疗器械公司总数的 18%;其次是内科及一般健康疾病领域,约占 7%;从事骨科医疗器械研发生产的有 24 家,占 6%;少数公司侧重于内分泌、伤口处理和呼吸系统等疾病治疗。
3. 疾病治疗器械占比重最大
以色列医疗器械产业中最主要的产品是治疗器械,生产这类产品的公司占医疗器械公司总数的 41%,其次是诊断、成像和监测设备部门,分别占 14%、9%和 6%。
4. 创新能力强,专利数量多
以色列人均医疗器械专利数量居全球第一,绝对数量占世界第七位。近年来,以色列医疗设备专利数年增长率超过 15%,位列全球第三。这一较高的增长速度,表明了以色列医疗器械领域强大的创新研发能力。
那么,以色列医疗产业发达的主要因素是什么?
1. 成熟的科研成果商业化转化机制
以色列在早期技术研发及实用技术向市场产品转化方面机制成熟,功能齐全。每所以色列大学都有自己的科技转化公司,负责对本校科学家发明成果进行分析、专利注册和知识产权保护,与企业界进行谈判,吸引企业对相关研发进行资助和将科研成果进行商业化转化。
2. 强有力的风险投资支持
1992 年以色列风险投资产业刚起步时,全国只有一只由政府发起的风险基金,规模只有 1 亿美元。到 2006 年,全国已有 100 多只私人风险基金,规模达 120 亿美元;2007 年有 462 家以色列高科技公司融资 17.6 亿美元,较 2006 年和 2005 年分别增长 8.5%和 31.5%,其中 20%的资金约 3.51 亿美元投向了生命科学领域。
3. 高素质的人力资源
以色列 34%的人受过大学教育,12%的人拥有硕士以上学历,工业从业人员中,约 40%从事研发工作。每 1000 人中有医师 3.6 人,每 10000 人中有工程师 160 人,居世界第一,紧随其后的为美国 70 人、日本 65 人、荷兰 53 人。
4. 发达的学术机构
以色列大学的学术力量位于世界前列,七所主要大学和研究机构(希伯来大学、以色列理工学院、特拉维夫大学、海法大学、巴伊兰大学、本·古里安大学和魏茨曼研究院)承担了 65%的生命科学研究。
5. 政府及相关机构的大力支持
以色列政府对科技研发产业的支持,为以色列成为世界科技研发中心发挥了不可替代的作用。以色列民用研发投入占 GDP 的 4.8%,居世界第一。实用工业技术研发受到以色列首席科学家办公室的资助,受资助项目必须具有创新性、出口导向性且具有适当的管理、生产和市场销售能力。首席科学家办公室以多种方式对工业科技研发项目进行资助,包括对市场驱动的竞争研发项目给予最多 50%的研发费用,对新兴公司给予 66%的资助,对先进通用技术研发给予最多 66%的资助和对科技孵化器给予最多 85%的资助。首席科学家办公室 2006 年给予生命科学产业的资金支持为 7800 万美元,其中 20%投放在医疗器械领域。
6. 广泛的国际合作
以色列与全球 40 多个国家签有科技合作协议,西方国家是其传统的科技合作伙伴。近 10 年来,中国、俄罗斯、印度、韩国及其他一些亚洲国家也相继与以色列签署了科技合作协议。以色列科学家频繁参与国际科技合作,政府和相关部门给予他们充足的参与国际活动的经费。多数以色列科学家都有在国外世界一流科研中心做过 1~2 年博士后的经历。以色列是世界唯一一个完全参与欧洲研发框架项目(EU’s Framework Program for R&D)的非欧洲国家。以色列还是多个国际科学组织的成员等。
通过实施上述一系列的激励政策和措施,近年来以色列的医疗产业和生命科学产业不断发展创新,正处于一个快速增长时期,在全球医疗保健市场发挥着日益重要的作用。那么,究竟是一个什么状况呢?
1. 以色列生命科学产业概况
根据以色列高科技产业组织在 2015 年 IATI 生物医药年会上发布的数据,以色列目前有 1380 家生命科学公司,其中医疗器械类公司有 725 家,约占 53%;生物科技和制药类公司有 317 家,约占 23%;数字或移动医疗保健类公司有 285 家,约占 20%。根据以色列出口和国际合作协会的统计数据,2014 年以色列生命科学产业共出口产品 85 亿美元,同比增长 4%,占以色列全部对外出口(不含钻石)的 17.5%,约有 80%的生物医药产品出口欧美。
2. 全球跨国生命科学研发中心情况
以色列共有 280 个全球跨国生命科学研发中心,吸纳了全国 45%的高技术劳动力就业,在以色列高科技生态系统中发挥着重要作用。大部分研发中心是外资企业在收购本地公司后成立,例如强生、飞利浦、通用电气、默克雪兰诺、雅培、复星医药、柯惠医疗等。
以色列这个初创国度正吸引着越来越多的外国投资集团:世界三大药企之一的诺华集团借助以色列 BioLineRx 公司寻找投资对象;在制药和诊断领域处于世界领先水平的霍夫曼·罗氏公司投资了处于种子阶段的 Pontifax 公司; 全球医药化工集团默克公司旗下创新的处方药业务子公司——默克雪兰诺投资 1000 万欧元设立了独立的孵化器,而三星已经在以色列建立了一个专注于搜寻当地数字医疗创新的中心。
这些中心的运营一方面反映出外国公司对以色列创新的重视,另一方面反映出以色列仿制药业巨头 Teva 公司减少了其在初创企业投资的战略决策。Teva 公司曾经一度购买任何有价值的以色列初创企业,但此后以色列制药巨头 Teva 的退出为其主要竞争对手留出了参与初创企业投资的空间。
3. 生命科学产业融资情况
以色列生命科学产业的融资渠道主要为:以色列首席科学家办公室的专项资金、美以两国政府合作资助的基金、天使投资人、风险投资基金、微基金、企业投资人以及公开资本市场(如特拉维夫证交所和纳斯达克)。根据以色列高科技产业研究中心 IVC 的数据,2014 年以色列生命科学产业的 167 家公司共募集资金 8.01 亿美元,占全部高科技行业募集资金总额的 24%。比 2013 年增长 55%,比 2012 年增长 64%,2005—2011 年生命科学产业年均募集资金为 3.71 亿美元。
以色列生命科学产业的风险投资主要来源为外国投资者,当地风险投资公司 2014 年的投资仅为 13%,比 2013 年下降 20%,比 2012 年下降 24%。近 5 年间,以色列生命科学产业最活跃的投资者为 Pontifax 和奥博医疗资本(OrbiMed),其次是新成立的全球最大股权众筹平台之一的 OurCrowd 公司。2014 年另一个比较活跃的投资者是萨维特资本(Shavit Capital),主要在公司 IPO 前期投入大量资本。
2013—2014 年,以色列生命科学产业在纳斯达克融资 14 亿美元。根据以色列高科技产业研究中心 IVC 的数据,该年度 11 家生命科学企业在纳斯达克上市,平均募集资金 4965 万美元。特拉维夫证交所上市的 51 家生命科学企业中有 12 家也在海外上市。特拉维夫证交所生物医药收益率指数(目前包含 22 家市值最高的生命科学公司)近几年来起伏波动,目前该指数处于一个相对低点。2014 年间,该指数下跌了 37%。自该指数 2010 年推出以来总计上涨 34%。
除融资外,还有很多企业收购。2013—2014 年间,以色列公司被收购总值 29 亿美元。大部分企业被收购时,已处于产品销售阶段,一半已经市场化,另有 1/3 在研发阶段被收购。被收购企业 70%为医疗设备公司。
4. 产学研及技术转化情况
以色列的生物医学产业的成功得益于学术研究领域所取得的成功。以色列 7 所大学、10 所研究机构和 5 家医学院 50%的研究与生命科学有关。每三位以色列科学家中有一位从事生命科学研究。以色列国家政策研究机构——塞缪尔·尼曼研究院和科技部 2013 年联合发布的报告指出,由以色列研究人员在 2007—2011 年间发表的 58210 篇学术论文中有 45%是来自生命科学领域。
根据以色列中央统计局 2014 年 8 月公布的一项调查,以色列商业化技术理论企业在 2013 年提起 451 项原创专利申请,其中 53%为生命科学类。2008—2013 年间,原创专利数量增加了 24%,其中制药类占 24%、生物科技类占 17%、医疗器械类占 13%。2012—2013 年间,以色列的商业化企业共握有 1966 项有效的商业化合同,其中 71%是与以色列公司签订的,另有 17%是美国公司。2012 年,以色列商业化企业知识产权出售和专利使用费总收入约 4.9 亿美元,同比增长 11.9%,94%的收入来自制药行业。
1.Treato —— 医疗领域的 Google
如何在网络的大量资讯中发现趋势、找到关键?医疗大数据企业 Treato 自动地收集、索引和分析各大网站由患者和医生发布的讯息,从中提取关键讯息,分析来龙去脉,并经数据挖掘呈现出宏观图景:他们对于病情、治疗究竟说了什么?他们的治疗体验和情况是什么?目前 Treato 是世界上最大的此类数据库,除患者之外,全球排名前 50 位的制药企业中有 9 家也在使用 Treato 的系统。
2.MobileOCT —— 用手机检测癌症
用手机检测癌症听起来是否像天方夜谭?以色列企业 MobileOCT 却做到了。MobileOCT 的首款产品通过将手机、镜头和算法结合起来,只需在手机上加装内视镜就可以有效帮助检测早期子宫癌,目前已在肯尼亚、海地、墨西哥及美国等地使用。MobileOCT 目前和多家全球领先的健康医疗机构展开了合作。
3.Tyto Care —— 随时随地都能体检
想在家里就轻轻松松地体检?以色列创业公司 Tyto Care 可以做到。利用该公司的手持设备,普通用户在任何时间和地点可实现准确的体检(当然 Tyto Care 也支持医师的远程体检)。Tyto Care 目前可以检测的器官和部位包括嘴部、喉咙、眼睛、心脏、肺部和皮肤等。
4.Talkitt —— 让患者重新表达自我
每年,由患病而导致的语言障碍影响了数以百万计的人表达自我。这家创业企业 Talkitt,通过将难以识别的发音转变为可以识别的语言,帮助他们重新表达自我。Talkitt 的 App 可以识别使用者的发音模式,并以此为基础将含糊不清的发音转化为清晰的语言,在因中风、脑损伤、自闭症、帕金森病等导致语言障碍的人群中有广泛的运用。Talkitt 支持任意语言,并曾获多种创新奖项。
5.ORLocate —— 领先的手术工具追踪管理系统
如何提高手术安全性,避免医疗事故发生?Haldor 公司通过 ORLocate 手术工具追踪管理系统,帮助实现医疗系统的成本控制和精益管理。ORLocate 是全球首款运用 RFID 技术,贯穿术前、术中、术后的手术工具追踪管理系统,还可以按照医疗机构的需求定制,在降低成本、提升病人安全和精益管理方面拥有广泛用途。
6.Medivizor —— 为用户提供个人化医疗资讯和服务
面对网络上浩如大海的医疗资讯,患者常常感到无所适从、真伪难辨。Medivizor 是首家为慢性病及严重疾病患者提供真正个人化资讯和服务的网站,在以色列知名风投 OurCrowd 主办的网络医疗创业大赛中荣获第一名。通过独特的算法,Medivizor 帮助每位患者获取准确、及时、可靠、最相关的医疗与疾病资讯。
7.MediSafe —— 提醒病人按时服药
研究发现,只有一半的病人会按照医嘱服用药物,而按照处方服药对于病人的康复至关重要。有没有一种有效的方法能让患者按时服药?MediSafe 通过首创的移动医药管理软件,让亲友和医护人员等一起帮助病人变得更健康。MediSafe 通过对病人行为的观察,了解病人按时按量服药的障碍,并为病人量身定制服药方案。更难得的是,MediSafe 的解决方案也适用于非智能手机。
8.Heramed —— 创新的孕期监测平台
针对孕期的网络医疗产品层出不穷,而 Heramed 正是以色列此类初创企业的杰出代表。Heramed 让孕期监测变得无比简单,其产品 Compass 是首款医疗级的家用胎儿健康监测产品,让准妈妈通过智能手机就可以安全、准确地监测胎儿的健康情况。Compass 整合了多种感应器,可实时监测胎心率,并可和电子病历相结合,实现整合的网络医疗管理。
9.uMoove —— 镜头“看穿”你的大脑
每天盯着手机看的你有没有想过,你的手机同时也在看着你?眼睛是心灵的窗户。uMoove 所开发的眼球和面部追踪技术将允许移动设备记录你的眼球运动轨迹,可帮助捕捉中风、自闭症、多动症、帕金森综合征、青光眼等疾病的早期征兆。uMoove 的演算法依赖镜头,但对镜头精度的要求非常低,这为它的广泛应用倒是打开了广阔的天地。
10.HelpAround —— 糖尿病患的互助社交平台
糖尿病是一种需要时刻关注的疾病,HelpAround 希望能让尽可能多的人参与到糖尿病治疗过程,它允许糖尿病患者相互分享,在其附近找到所需要的血糖仪或是胰岛素。在糖尿病人突然进入糖尿病昏迷等紧急情况时,只需按下紧急求助按钮就可以通知附近的护士或是对糖尿病有所了解的普通人。最近,HelpAround 也开始为食物过敏人群提供服务。
克利夫兰医院是美国领先的医院之一,于 2015 年宣布与马卡比保健服务(以色列国家疾病基金会)签署协议,建立以色列数字医疗公司加速器,该企业将称为 ehealth 企业。
公司将通过这两个实体的专家和业务伙伴获得指导和咨询,并从加速器得到初始融资。投资预算并未公布,但这两个实体联合其他投资者,计划为项目分配上千万美元的初始投资和后续投资。克利夫兰医院说加速器是为希望在下一阶段转移部分业务到美国的公司设计的。
马卡比最近通过其商业公司与像肠球内侧研究的初创公司以及糖尿病领域的 LabStyle Innovations 公司(Dario 智能手机血糖检测仪)合作进行运营。
克利夫兰医院创新部门(CCI)的首席创新官托马斯·格雷厄姆说:“扩展 CCI 的活动到以色列,将会增加两国之间创意的交流,加快创新的步伐,同时也为我们知识产权的国际商业化和俄亥俄州东北部的巨大益处提供机会。”
管理加速器的史蒂夫·夏皮罗说,CCI 作为全球领先的医疗保健公司已经建立了其信誉品牌,集团在商业设备、治疗、诊断,尤其是医疗信息技术将受到以色列公司的广泛欢迎。
网购今天已经成为多数人的一种生活方式,但我们舒舒服服坐等货物的时候,却少不了快递员和货卡的忙碌。亚马逊推出无人机送货一度令人欢欣鼓舞,现在一个以色列学生又构想了一款快递机器人,这很有可能让快递员车队退出舞台,还能免了错过货单的烦恼。
据英国《每日邮报》报道,以色列申卡尔工程设计学院工程设计系的学生科比·西卡构思出一款新型的 Transwheel 机器人,它能快速方便将包裹送到我们的门口,而且不论物件大小。
这款机器人能用机器手臂搬运货物,靠单排轮电动平衡车行驶。该车使用了与赛格威(电动平衡车)类似的平衡系统,能在运货的时候保持直立行走。
Transwheel 快递机器车有自动平衡系统,机器搬运手持货时能保持直立行驶,单个机器人可运小包裹,而若干机器人组合就能够运送大包裹了。Transwheel 的机器手臂可以装卸包裹。在构想设计中,它还拥有面部识别功能,在交货时确认收货者的身份。
设计人西卡说,这种快递机器人甚至可以替代集装箱卡车,缓解交通拥堵。另外,机器人会在业主时间方便的时候及时出现在家门口,免去了接不到单的烦恼。
“Transwheel 重新构想了包裹分配,由机器人们全天候自主完成服务,共同确保及时有效的交货。每辆车都带有自动平衡系统,电子钟以及 GPS 通信能力。单个包裹可由单个快递机器人完成,对于大型包裹,机器人可组合起来适应其尺寸。”西卡说。
Transwheel 是西卡的毕业设计项目,他表示这些机器人可以和亚马逊的快递无人机协同工作。目前 Transwheel 还处在概念设计阶段,西卡希望能找到工业合伙人,研发出工作原型机。
据西卡介绍,这种车可以夜间行驶,还可以开上路肩,这样就不会挡其他车辆的道。机器人有 LED 信号灯,夜间能为其他车辆所见,在电池电量低的时候,机器人还知道如何返回安全地点。
ReWalk 是一个由以色列制造商 ReWalk 机械公司设计制造的外骨骼系统,主要用途是协助下肢瘫痪的病人能够重新站立行走。
ReWalk 创始人阿米特·高弗尔早年意外瘫痪,从出生时一直到 2006 年首款 ReWalk 设备诞生,他一直在轮椅上度过,因此他深知长期困在一张轮椅上是多么痛苦。正如史蒂夫·乔布斯所说,一切伟大的产品都源于内心的渴望。在 1998 年瘫痪后,他一直梦想着能够有一天像普通人一样行走,不仅仅是自己,而是所有四肢瘫痪的人。于是,高弗尔的朋友和同事组成了一个小团队,埋头打造首款 ReWalk 的“丑陋原型”,并于 2006 年将设备推向了临床试验。
和许多外骨骼和假肢不同,经过磨合训练后,ReWalk 就能以使用者习惯的步伐节奏行走,这让使用者感觉自己像在使用正常的肢体一样。这项技术要归功于 ReWalk 强大的中央处理系统和高精度传感器,系统能够通过检测重心位置的细微变化控制运动,模仿使用者习惯的自然步伐,并为用户提供适合的行走速度,即便是四肢瘫痪者也能够借助系统独立行走。
Rewalk 整个研发团队有多位瘫痪人士,他们对于瘫患者的实际需求和用户体验有着非常深刻的感知。
ReWalk Robotics 的前身是 Argo Medical Technologies 医疗科技公司,该公司致力于制造可穿戴外骨骼动力设备,帮助腰部以下瘫痪者重获行动能力。它的旗下共有两款产品,分别是 ReWalk Personal 和 ReWalk Rehabilitation,前者主要适合在家庭、工作或社交环境中使用,通过传感器和监控器,使患者站立、行走和爬楼。后者则是用于临床修复,为瘫痪患者提供物理治疗方式,包括减缓瘫痪导致的肢体疼痛、肌肉痉挛,帮助肠道消化系统、加速新陈代谢等。
而早在 2012 年的时候,ReWalk Robotics 公司的外骨骼产品就通过了欧盟的审批。ReWalk Robotics 公司的其他的已销售产品正在获得市场认可:截至 2016 年 8 月 1 日,该公司共售出 62 台 Rewalk Rehabilitation 和 19 台 Rewalk personal,其中 88%的订购来自客户,12%来自机构和测试机构。
现阶段公司正在研制新产品 ReWalk-Q,相较于前几代产品,ReWalk-Q 的各方面性能将会有极大的提升,会具有更有效的行走模式,更修长的外形和更轻的重量。最重要的是,Rewalk-Q 可以让四肢瘫患者以外的人群使用,包括瘫痪人士在内的更多人群,比如多发性硬化、中风患者等。
2015 年,第 5 届以色列年度移动健康大会在特拉维夫举办,以色列最具创意的 7 家移动健康初创企业入围该大会举办的初创企业大赛。数百名企业家、企业代表、医生和医疗行业高管汇聚一堂,听取了以色列在移动和数字健康领域的发展近况。其中很多业内专家尤其关注被他们称为“正在助力以色列成为全球移动健康科技中心”的初创公司。
以色列移动健康大会与会代表约 1400 人。该大会创办人之一兼主要组织者利维·夏皮罗表示,由于独特的创业文化和医疗保健系统,以色列是移动医疗技术发展的理想之地。此外,夏皮罗还是 Veritas 创投机构的普通合伙人。
该公司已研发出可让所有用户知道自己是否需要佩戴眼镜的技术,使他们能够通过智能手机应用为自己“配”一副眼镜。6over6 首席执行官奥弗·利蒙表示,结合数学、物理、视觉技术和高级算法:“我们可为消费者提供全方位服务,质量与眼镜店或验光师相比有增无减。”
6over6 的应用 GlassesOn 面向的正是在线购买眼镜的这些消费者。通过该应用,用户无须验光师即可新建或复制现有验光单。
它利用光学技术测量视力而不是坐在验光仪前面,由验光师把眼镜放在眼睛前面,问你镜片 A 还是镜片 B 合适。通过这项技术,用户可以把他们的手机放在自己眼前几分钟,随后即可测得至少和验光仪一样准确的视力度数,它的测量中没有主观感情或环境因素的介入。美国大部分州的法律法规都认可此类验光。
通过 GlassesOn 的 Copyglass 功能,用户能够很快测得他们最近的视力度数。该应用可为用户提供完全准确的度数,远近视眼误差范围仅为±0.25D。而 iPrescribe 功能“就像是用户的验光师。通过变化光和图像,iPrescribe 可为用户测出十分精准的近视度数,包括散光”。
虽然 GlassesOn 利用摄像头从用户的眼镜读取数据或测量他们的视力,但其视力测量不受相机质量的影响。他们一直把三星 Galaxy S3 用作基础设备,而不是最新技术。一些成本非常低的手机镜头也能正常运作。决定该应用能否成功运行的是其算法而不是相机。
通过该应用,帮助发展中国家民众获得眼镜的组织如 Light House 只需一部智能手机,就能随时随地为人们测量视力,而不是购买昂贵的设备,运送到偏远地区。6over6 已在两轮融资中筹得数百万美元。
据 Israel Hayom 消息,特拉维夫大学的研究人员表示,他们已成功研发出可远程遥控的仿生心脏补丁,并取得重大突破。
这种心脏补丁由植入病患体内的智能组织构成,能够自我调节,并且在心脏无法正常运作时实施干预,促其重新跳动,同时向病患本人和心脏病科医师提供精准的定期报告。此外,交织进入仿生心脏补丁中的电子颗粒,也能同时知晓何时和如何释放抗炎药物,实时进行药物治疗。
名为 cyborg 的这块补丁,由心脏肌肉细胞、生物材料和纳米聚合物建构的纤维材料共同组成,可让研究团队在线监控已制成智能组织的各项功能。这种智能组织还囊括心脏无法跳动时帮助重启的各种算法。
目前,心脏类疾病已是西方社会致死的主要病因之一,心脏病突发更是极为普遍。德维尔博士说道:“我们正在努力发明可以替代内部器官的智能组织,尤其是那些直接针对心脏病的组织。”德维尔博士和他手下的博士研究生罗恩·菲娜当前最具雄心的科研计划是,将电子元器件融合到工程类智能组织之中。
“目前的想法是,借力纳米电子材料,在线监控心脏活动,需要时完成自我调节,甚至在特种聚合物材料开发完成的情况下,一键触发释放消炎药物。例如,如果智能补丁察觉到心脏发炎的信号,就会自动释放抗炎药物。如果补丁报告心脏缺乏氧气,就会自动释放吸引干细胞的生物因子,实时协助打通更多血管。想象一下,病患坐在家中,只要感受不适,医生则会收到哔哔叫声的简讯。此时,医生迅速登入网络,即可查看病患心脏的现况,远程决断下一步动作。”德维尔博士进一步解释。
来自特拉维夫大学生物技术系、材料科学工程系、纳米科学和纳米技术中心的德维尔博士和手下的研究生菲娜,于 2016 年 3 月 14 日在《自然材料(Nature Materials)》杂志上发表了他们研究团队的此项科研发现。目前,德维尔博士还在反复检测如何将自己的研发理念运用到脑部和脊髓领域的神经治疗上。
以色列科学家和英国研究人员正在合作完善一项技术,将来有望借助这项技术制作出仿生视网膜,帮助视力损坏或退化的人群。
利用纳米技术和神经细胞组成的感光薄膜,可以把图像转换为电脉冲信号,并将电脉冲信号传输至大脑,这些电信号在大脑皮层经过多级加工处理,判断出物体的形状、颜色等概念,最终传输到视神经,产生视觉知觉,我们就能“看到”眼睛正在看着的东西。
希伯来大学的研究生尼尔·威斯科夫和研究主管乌力·巴宁教授共同负责这个项目。这项研究发表在行业刊物《纳米快报》上。
这项技术由希伯来大学、特拉维夫大学和英国纽卡斯尔大学的科学家共同研发,其特别之处在于能让盲人重见光明的装置能够植入眼球本身。
目前最先进的人工视觉系统是阿格斯二号视网膜仿生系统,已经得到美国食品和药品监督管理局的批准。其制造商第二视力系统公司表示,这个系统能恢复失明人群部分视力功能。尽管阿格斯的工作原理和希伯来大学正在开发的技术工作原理相似,但图像传输至大脑和视神经的过程是不同的。
希伯来大学研发的系统结合半导体纳米棒和碳纳米管,创建了无线、光敏、灵活的可植入薄膜。该薄膜能将视觉信号转换为电信号,类似于视网膜感光细胞的功能。从本质上说,这个薄膜就是一个仿生视网膜,有真正视网膜的功能,工作方式也与其相同,但图像处理流程是通过纳米技术完成的。
“我们面前还有很多障碍,第一个就是人体实验。而且,要得到美国食品及药品监督管理局批准可能要很长一段时间,或许五年,或许更长。但是我有信心我们能够缩短时间。”
到目前为止,实验都集中在研究如何提供能够识别形状和大小、明亮和黑暗的图像信息。和阿格斯系统相似,希伯来大学研发的系统也无法人工恢复视力,至少目前还没有。
“因为我们的实验对象是动物,它们无法告诉我们它们所看到的东西,所以我们不能十分确定这个系统的有效程度如何。”威斯科夫说。
所以只能靠动物的反应推断出系统是否有效。给动物植入仿生视网膜后,它们能够感知光线而此前它们没办法做到。“但是只有通过人体试验我们才能对成像清晰度和可见距离有所了解。”他说。
威斯科夫对系统的发展前景持乐观态度:“因为我们采用了纳米技术,我们在仿生视网膜上运用了不同的纳米粒子以刺激不同的反应。例如,使用对颜色敏感的纳米粒子,把颜色混合,用户就可以识别颜色。”
据研究人员介绍,新装置比以往的更加坚固,有更高的成像清晰度,也更有效地刺激神经元。他们希望,未来他们研发的碳纳米管和半导体纳米棒组合的仿生视网膜能代替人类受损的视网膜发挥作用。
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