基于蛋白的人工视网膜的制作方法

专利名称：基于蛋白的人工视网膜的制作方法
技术领域：
本申请涉及人工视网膜植入物，其携带包含天然细菌紫膜质 (bacteriorhodopsin)蛋白、一种或多种特化的细菌紫膜质突变体、或其组合的蛋白膜作为光活性元件；还涉及制备和使用所述人工视网膜植入物的方法，例如，用于治疗视网膜疾病。
背景技术：
视网膜是多层的组织，其排列于眼睛后面的凹(内)表面。视网膜内的光感受器细胞被进入眼睛的光激活，并将光信号转化为电化学信号，所述电化学信号被传达至视网膜神经元。视网膜神经元继而通过视觉神经将信号传递至脑的视觉中枢，从而允许脑感知视觉图像。光感受器细胞广泛被分类为视杆细胞和视锥细胞(根据其形状命名)。视锥细胞含有颜色视觉所需的光色素，视杆细胞含有对光高度敏感的光色素视紫质，因此允许在暗光条件下(例如黑夜)的视觉。视杆细胞的敏感性足以使其被光的单一光子激活，而视锥细胞的激活则需要数十至数百个光子。视紫质是视杆细胞的感光色素，当被光的光子激活时，其发生构象变化。视紫质由被称作视蛋白的7次跨膜蛋白组成，所述视蛋白共价结合于被称作视黄醛的辅基，视黄醛是维生素A的衍生物。未激活的视黄醛以11-顺式形式存在，而光的刺激诱导构象变化为全反式形式。视黄醛的构象变化诱导共价结合的视蛋白多肽的相应的构象变化，从而激发光感受器细胞内的第二信使级联，其引起信号向适当的视网膜神经元的传播。这些信号沿着视觉神经传播至脑的视觉中枢，从而允许脑处理视觉输入并感知视觉图像。破坏视网膜的光感受器细胞的多种疾病和病况引起部分或全部的视力丧失。视网膜的两种主要疾病是年龄相关性黄斑变性(AMD)和色素性视网膜炎(RP)。作为老年人中引起视力丧失和失明的主要诱因，AMD引起位于视网膜中心的黄斑区内的视杆和视锥光感受器细胞的恶化。此外，AMD影响视觉中枢，因此引起阅读、驾驶、和其它需要高对比度视觉的任务的困难。后一种疾病RP是遗传性病况，其中视杆光感受器细胞退化，从而引起视力丧失和失明。视杆细胞的丧失破坏在暗光中看物体的能力，并逐渐降低外周视力，直至患者患上管状视，最终失明。到目前为止，已经研究了多种人工视网膜原型以用于治疗此类视网膜疾病和病况，但是每种都具有明显缺点。比较有前景的一种设计，即来自Optobionics的视网膜下植入物，利用了硅二极管材料，以经光激活而产生电刺激。然而，硅二极管光感受器只有在使用强光作为刺激时才产生足够的电流，并且在最亮的环境下仅提供暗淡的景象。替代性的设计是由南加州大学的研究人员设计的视网膜外植入物，其利用了安置于一对镜片上的外部相机，通过连接线与微电极阵列相连。电极阵列直接向神经节细胞提供电刺激。在临床试验中，受试者能够在阵列的所有16个电极上感知到光、检测运动、并识别简单的形状。该设计具有以下明显缺点其需要外部的硬件，例如镜片和通过手术植入的外部装置。需要这样的改进的和手术侵入性较低的视网膜植入物其能够使由于视网膜疾病或损伤而损失光感受器细胞所造成的丧失视力的患者至少部分地恢复视力。

发明内容
非常需要这样的改进的视网膜植入物其能够改善由于视网膜疾病或损伤而损失光感受器细胞所造成的视力受损患者的视力。本文提供了此类视网膜植入物。所描述的植入物替代受损的光感受器细胞，因此可用于治疗任何尚未破坏两极或神经节网络的视网膜疾病或病况。在一个方面，提供了细菌紫膜质膜，其包括细菌紫膜质蛋白的多个单层，其中细菌紫膜质蛋白的每个单层与阳离子聚合物的层交替，并且其中所述细菌紫膜质蛋白选自天然 (野生型)细菌紫膜质蛋白、氯泵突变体、偶极突变体、光周期突变体、金结合性突变体、离子泵突变体、及其组合。公开了另外的细菌紫膜质膜，其包括第一细菌紫膜质突变体的第一主层和天然细菌紫膜质蛋白、第二细菌紫膜质突变体、或其组合的第二主层。在一些实施方式中，所述第一细菌紫膜质突变体是金结合性突变体，并且所述第一主层包括金结合性突变体的大约2 至大约5个单层，其中金结合性突变体的每个单层邻近阳离子聚合物的层，从而第一主层包括金结合性突变体与阳离子聚合物的交替的单层。在一些实施方式中，第二主层包括天然细菌紫膜质蛋白或选自氯泵突变体、偶极突变体、光周期突变体、离子泵突变体、及其组合的第二细菌紫膜质突变体，并且所述第二主层包含天然细菌紫膜质蛋白、第二细菌紫膜质突变体、或其组合的大约200至大约400个单层，其中天然细菌紫膜质蛋白、第二细菌紫膜质突变体、或其组合的每个单层邻近阳离子聚合物的层，从而第二主层包括天然细菌紫膜质蛋白、第二细菌紫膜质突变体、或其组合与阳离子聚合物的交替的单层。在第二方面，提供了用于产生细菌紫膜质膜的方法。所述方法包括步骤a)修饰基底以在所述基底上产生表面负电荷；b)将阳离子聚合物的层沉积于经修饰的基底上；C) 将细菌紫膜质蛋白的单层沉积于阳离子聚合物的层上，其中所述细菌紫膜质蛋白是天然细菌紫膜质或选自氯泵突变体、偶极突变体、光周期突变体、离子泵突变体、及其组合的细菌紫膜质突变体；d)将阳离子聚合物的层沉积于细菌紫膜质蛋白的单层上；e)按照步骤(c) 和(d)沉积细菌紫膜质蛋白与阳离子聚合物的额外的交替的层，直至沉积了细菌紫膜质蛋白的大约200至大约400个单层；从而产生细菌紫膜质膜。在另一个实施方式中，用于产生细菌紫膜质膜的方法包括步骤a)将金层沉积于基底层上；b)将第一细菌紫膜质突变体的单层沉积于金上，其中所述第一细菌紫膜质突变体是金结合性突变体；c)将阳离子聚合物的层沉积于细菌紫膜质的金结合性突变体的单层上；d)按照步骤(b)和(c)沉积细菌紫膜质的金结合性突变体与阳离子聚合物的额外的交替的层，直至沉积了细菌紫膜质蛋白的金结合性突变体的大约2至大约5个单层，以形成细菌紫膜质的金结合性突变体的主层；e)在细菌紫膜质的金结合性突变体的最后一个沉积层上沉积阳离子聚合物的层；f)在阳离子聚合物的层上沉积天然细菌紫膜质蛋白、第二细菌紫膜质突变体、或其组合的单层，其中所述第二细菌紫膜质突变体选自氯泵突变体、偶极突变体、光周期突变体、离子泵突变体、及其组合；g)按照步骤(e)和(f)，沉积天然细菌紫膜质蛋白、第二细菌紫膜质突变体、或其组合与阳离子聚合物的额外的交替的层，直至沉积了天然细菌紫膜质蛋白、第二细菌紫膜质突变体、或其组合的大约200至大约400个单层，以形成天然细菌紫膜质蛋白、第二细菌紫膜质突变体、或其组合的主层；从而产生细菌紫膜质膜。在一些实施方式中，所公开的方法中的基底可以选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-苯基乙酯(PEM)、聚乙二醇(PEG)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)大分子、聚乙烯醇(PVA)水凝胶。在其它实施方式中，所述基底是钼或钛针。在一些实施方式中，阳离子聚合物是聚(二烯丙基二甲基氯化铵)。在第三方面，提供了通过所公开的方法中的任一项产生的细菌紫膜质膜。在第四方面，提供了视网膜下和视网膜外植入物，其包括本文公开的任一种细菌紫膜质膜。在一些实施方式中，视网膜下或视网膜外植入物是柔软的。视网膜下或视网膜外植入物可以进一步包括沉积于细菌紫膜质膜的最外层上的第二基底层，其中所述第二基底层是离子通透性的。在一些实施方式中，所述第二基底层包括选自下列的基底聚对苯二甲酸乙二醇酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-苯基乙酯(PEM)、聚乙二醇 (PEG)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)大分子、聚乙烯醇(PVA)水凝胶。在一些其它实施方式中，视网膜下或视网膜外植入物是刚性的。本文中描述了刚性视网膜植入物，其包括多个像素，其中每个像素包括与钼针可操作地连接的细菌紫膜质膜，并且其中多个钼针构造为当植入患者的眼睛时，与患者的视网膜的神经节细胞层或两极细胞层相接合。在刚性视网膜植入物的一个实施方式中，细菌紫膜质膜沉积于金层上，所述金层沉积于钼或钛针的顶部。在刚性视网膜植入物的另一个实施方式中，细菌紫膜质膜沉积于金层上，所述金层沉积于垫上，其中每个像素包括与钼或钛针之一接触的金覆盖的垫。刚性视网膜下或视网膜外植入物还可以包括沉积于细菌紫膜质膜的最外层上的第二基底层，其中所述第二基底层是生物惰性材料。在第五方面，提供了柔性视网膜植入物，其包括内基底层、粘合剂层、细菌紫膜质蛋白层的取向膜、和外基底层。在第六方面，提供了细菌紫膜质突变体，其包括一种或多种本文描述的氨基酸置换，所述突变体是氯泵突变体、偶极突变体、光周期突变体、离子泵突变体、金结合性突变体、或其组合。在第七方面，提供了通过向患者的眼睛内植入本文公开的任一种视网膜植入物而治疗具有由于视网膜光感受器细胞的损失而引起的视力丧失的患者的方法，从而治疗具有由于视网膜光感受器细胞的损失而引起的视力丧失的患者。在一些实施方式中，视网膜植入物通过将光转化为眼睛中的质子或氯离子梯度而刺激患者眼睛的两极细胞。


图IA是显示天然视网膜内的细胞层的示意图。图IB是柔性的基于蛋白的人工视网膜植入物(“柔性视网膜植入物”)的一个实施方式的示意图，其显示了当该植入物用于视网膜下植入时，相对于患者的天然细胞层，在何处植入人工视网膜。柔性植入物也可用于视网膜外植入。在一些实施方式中，所述植入物使用天然细菌紫膜质或经遗传修饰的细菌紫膜质以将质子泵向两极细胞，并通过氢离子浓度的局部变化产生神经脉冲。在其它实施方式中，植入物使用经遗传修饰的细菌紫膜质，其将氯离子泵入两极区。NFL表示神经纤维层，RPE表示视网膜色素上皮。图2是所公开的柔性的基于蛋白的人工视网膜的两个不同实施方式的示意图，其显示了内基底层、粘合剂层、细菌紫膜质层的取向蛋白膜、和外基底层的一般结构。两个实施方式都显示以DACRON作为内基底层，以离子通透性膜作为外基底层。Hi Q突变体是这样的突变体其具有较高的光化学地进入无活性Q态的效率。Hi偶极突变体是这样的突变体其在静止状态具有较大的偶极矩、并形成增强光化学地产生的离子梯度的致密包装的膜。LBL表示细菌紫膜质蛋白的层-层膜。图板A显示了这样的实施方式其中包括金作为细菌紫膜质层的粘合剂；图板B显示了以聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(PDAC)作为细菌紫膜质蛋白的粘合剂。图板C和D是用于测试目的的类似的人工视网膜的示意图。这些结构具有以氧化铟锡包被的玻片替代的外基底层，从而可以使用静电计测定离子转运。图3显示了用于视网膜外植入的刚性人工视网膜(“刚性视网膜外植入物”)的两个实施方式的示意图。图板A和B的示意图显示了刚性视网膜外植入物的一个实施方式中的钼针和细菌紫膜质蛋白层的构型。该实施方式具有导电的塑料接地板，其包括四个孔用于将植入物通过手术方式附着至患者的眼睛。虽然该图中指明使用的是细菌紫膜质突变体蛋白，但是在该视网膜外植入物中也可使用天然细菌紫膜质。图板C的示意图显示了刚性视网膜外植入物的备选实施方式，其包括手术柄。图板D是刚性视网膜外植入物的一个实施方式的示意图，其显示了相对于患者的天然细胞层在何处植入人工视网膜。该植入物中显示了优化的探针长度以相接(intercept)紧接位于天然视网膜的神经纤维层下面的神经节细胞。图4显示了用于视网膜下植入的刚性人工视网膜(“刚性视网膜下植入物”)的两个实施方式的示意图。图板A和B分别是刚性视网膜下植入物的一个实施方式的侧视和顶视的示意图。图板C的示意图显示了刚性视网膜下植入物的备选实施方式，其包括手术柄。图板D是插入至天然视网膜的视网膜色素上皮与光感受器细胞之间的刚性视网膜下植入物的一个实施方式的示意图。图5显示了细菌紫膜质的示意图。图板A的示意图显示了细菌紫膜质的三维结构， 其包括主要残基、螺旋区段、和相对于电泳方向的蛋白的质子泵向。图板B显示了细菌紫膜质的氨基酸序列(SEQ ID NO 1)和二级结构。图6的示意图显示了细菌紫膜质的光周期。图7的图显示了通过半随机诱变在着色区段中产生的大约800个细菌紫膜质突变体的光周期完成时间。多数短光周期突变体具有图5B所示的B-C环区中的突变。图8的示意图显示了盐细菌紫膜质(halorhodopsin)和细菌紫膜质氯泵突变体的三维结构的一部分。图板A显示了在盐细菌紫膜质中在何处发生氯离子的最初摄取。图板 B显示了在细菌紫膜质氯突变体中导入了突变的区域，所述突变允许细菌紫膜质担当氯泵。 具体地，该突变体的85位处的天冬氨酸残基被置换为苏氨酸残基。此外，为了效率考虑，可以使用定点诱变将细胞外环区内的较大残基替换为较小的残基。图9的图显示了刚性视网膜植入物的人工视网膜像素的差别响应性。图10的示意图显示了在柔性人工视网膜植入物的一个实施方式中，细菌紫膜质与阳离子聚合物的层的排列(圆圈内的一行加号表示带正电的阳离子聚合物的层)。在该实施方式中，DACRON微纤维用作离子斑片(ion patch)的内基底，金为粘合剂。层的这种排列也可用于刚性人工视网膜植入物，其中基底可以是钼或钛针。图11的示意图显示了可用于在构建人工视网膜植入物的过程中产生细菌紫膜质的精确层的自动化浸蘸装置。图12的图显示了人工视网膜植入物的吸收谱随着使用自动化浸蘸装置沉积的细菌紫膜质层数而变。横坐标是以纳米测定的波长，纵坐标是光密度或吸收度(0D)/1.25。
具体实施例方式本文描述了蛋白膜，柔性和刚性人工视网膜植入物，制备该植入物的方法，以及使用该植入物治疗引起由于视网膜光感受器细胞的退化而导致的视力丧失的视网膜疾病和病况的方法。柔性植入物含有蛋白膜，其吸收环境中的光并产生离子梯度以激活视网膜神经机构。刚性植入物含有相同的蛋白膜，但是在刚性植入物中，蛋白膜吸收环境中的光并产生光电信号以刺激神经机构。蛋白膜含有光合成的色素细菌紫膜质，一种发现于嗜盐古生菌中的紫色的膜中的光驱动的质子泵跨膜蛋白；或其特定的遗传工程化的突变体。当人工视网膜被植入眼睛中时，细菌紫膜质膜将进入眼睛的光转化为光电信号，该信号模拟光感受器的超极化。两极细胞提供视网膜光感受器细胞与视觉神经之间的界面，其将刺激携带至脑的视觉中枢，其处理视觉刺激。为了辅助理解天然视网膜的结构和功能，在图IA中显示了天然视网膜的层的简化示意图。光的光子进入眼睛并分别通过神经纤维层(NFL ；图的顶端)、神经节细胞、和两极细胞，然后被光感受器细胞(即视杆细胞和视锥细胞)吸收。任何未被光感受器截获的光被吸收至视网膜色素上皮(RPE)中，视网膜色素上皮附着至眼睛后面的脉络膜(脉管)层。本文描述了两组主要的用于视网膜下或视网膜外植入的人工视网膜。第一个主要的组包括柔性植入物，其通过诱导局部介质中的离子梯度而刺激两极细胞。柔性植入物的一个实施方式利用天然细菌紫膜质蛋白或其经遗传工程化的突变体的层来产生质子梯度以激活两极细胞。柔性植入物的第二个实施方式使用细菌紫膜质蛋白的不同的遗传工程化突变体，其响应于光吸收而泵运氯离子。本文描述的柔性植入物设计为刺激两极细胞，所述两极细胞提供天然视网膜的光感受器与神经纤维之间的界面，如图IA所示。以下将更详细地描述柔性人工视网膜的两个实施方式及其组分。所公开的柔性人工视网膜植入物一般包括内基底层、粘合剂层、蛋白层的取向膜、 和外基底层(图1B)。在一些方面，内基底层包含合成的聚对苯二甲酸乙二醇酯(DACRON)微纤维。在本发明的一些方面，粘合剂层可以包含金或阳离子聚合物，例如聚(二烯丙基-二甲基氯化铵)(“PDAC”)。蛋白层的取向膜可以包含与阳离子聚合物的层交替的多层的天然细菌紫膜质和/或一种或多种突变体细菌紫膜质蛋白。在一些方面，外基底层包含稀松的编织物DACRON微纤维的离子通透性层或其它离子通透性膜。
第二个主要的植入物的组包括用于植入到视网膜上或视网膜下的刚性人工视网膜(分别是视网膜外和视网膜下植入物)。本文描述的刚性人工视网膜植入物一般包含带有钼针的基底。在视网膜外植入物中，每个针的顶部(即面向环境光的针尖端)被金包被。 在刚性视网膜下植入物中，钼针的底部与金覆盖的垫相连。在两种刚性植入物中，金携带含有多层细菌紫膜质的蛋白膜。第一套层含有细菌紫膜质突变体，所述突变体经过遗传工程化以结合金。这些细菌紫膜质的金结合性突变体以取向方式共价连接至像素针上的金表面。第二套层是基于天然细菌紫膜质或就高偶极矩和有效Q-态形成而优化的细菌紫膜质突变体(高-Q细菌紫膜质)。Q-态代表蛋白的关闭状态。如果像素上的所有蛋白都转化为Q态，则像素不再对光应答(像素关闭)。如果50%的蛋白转化为Q态，则像素产生大小为标准像素一半的信号(像素下调)。以下描述了通过调节单个像素对光的响应而在植入患者的眼睛后校正刚性人工视网膜。刚性视网膜下或视网膜外植入物还可以包括沉积于细菌紫膜质膜的最外层上的第二基底层，其中所述第二基底层是生物惰性材料。定义除非明确且不含糊地限于指称一个，否则如本说明书中使用的单数形式“一个 (a)”、“一个(an)”、和“该(the) ”包括复数形式。如本文使用的术语“膜(film) ”是指多个单独的蛋白层。在一些实施方式中，膜包括阳离子聚合物与单独蛋白层的交替层。如本文使用的术语“野生型细菌紫膜质”和“天然细菌紫膜质”二者均指天然存在的细菌紫膜质的形式。野生型或天然细菌紫膜质的一个实例是来自宿主生物嗜盐古生菌 (Halobacterium salinarum)的细菌紫膜质。该生物还有数个别名，其中最常见的是盐生盐杆菌(Halobacterium halobium)禾口 Halobacterium salanarium。此外，如本文使用的术语“突变体细菌紫膜质”、“细菌紫膜质突变体”、“遗传工程化的细菌紫膜质”、“突变的细菌紫膜质”等是指这样的细菌紫膜质蛋白其中野生型细菌紫膜质蛋白的至少一个氨基酸已被替换为未见于野生型细菌紫膜质内该氨基酸位置上的不同氨基酸。如本文使用的术语“金结合性细菌紫膜质”、“金结合性突变体”等是指这样的细菌紫膜质分子其经过遗传工程化(即一个或多个野生型氨基酸残基已被替换为半胱氨酸残基)，以使其相对于野生型细菌紫膜质分子更强烈地结合金。如本文使用的术语“增强的偶极突变体细菌紫膜质”、“偶极突变体细菌紫膜质”、 “偶极突变体”等是指这样的细菌紫膜质分子其经过遗传工程化(即一个或多个野生型氨基酸残基已被替换为不同的残基)，以改变蛋白的总体电荷性，增加蛋白的内在偶极矩，从而突变体蛋白在薄膜内提供比野生型细菌紫膜质更大的光化学应答。如本文使用的术语“快速光周期突变体细菌紫膜质”、“光周期突变体细菌紫膜质”、“快速光周期突变体”、“光周期突变体”等是指这样的细菌紫膜质分子其经过遗传工程化(即一个或多个野生型氨基酸残基已被替换为不同的残基)，从而突变体蛋白相对于野生型细菌紫膜质更迅速地泵运离子。如本文使用的术语“氯泵突变体细菌紫膜质”、“氯突变体”等是指这样的细菌紫膜质分子其经过遗传工程化(即一个或多个野生型氨基酸残基已被替换为不同的残基)，从而突变体蛋白响应于光吸收而泵运氯离子而非质子。
如本文使用的术语“离子泵突变体细菌紫膜质”、“离子泵突变体”等是指这样的细菌紫膜质分子其经过遗传工程化(即一个或多个野生型氨基酸残基已被替换为不同的残基)，从而突变体蛋白相对于野生型细菌紫膜质更迅速地泵运离子。如本文使用的术语“主层”是指细菌紫膜质膜内的含有两层或更多层单一类型的细菌紫膜质蛋白的层。例如，在一些实施方式中，本发明的细菌紫膜质膜可以含有细菌紫膜质金结合性突变体的主层(包含金结合性突变体的2至5个单层)和天然细菌紫膜质、细菌紫膜质偶极突变体、光周期突变体、氯泵突变体、离子泵突变体、或其组合的主层(包含天然或突变体蛋白的大约200-400个单层)。在其它实施方式中，细菌紫膜质膜可以仅包含天然细菌紫膜质、细菌紫膜质偶极突变体、光周期突变体、氯泵突变体、离子泵突变体、或其组合(包含天然蛋白或突变体的大约200-400个单层)。在本文中关于柔性视网膜植入物所使用的术语“内基底层”和“外基底层”是指用于所公开的视网膜植入物中的生物兼容性材料的层。在一些实施方式中，基底层是柔性的织物或编织物基底。在本文中关于刚性视网膜植入物所使用的术语“基底”是指钼或钛针或其它适合铺层细菌紫膜质膜的刚性结构。如本文使用的术语“粘合剂”是指允许细菌紫膜质蛋白或突变体结合视网膜植入物的基底层的分子或物质。除非另有指明，否则如本文使用的术语“视网膜植入物”用于指用于视网膜外和视网膜下植入的植入物。如本文使用的术语“视网膜斑片”、“视网膜离子斑片”、“柔性视网膜植入物”等可以相互替换地用于指如本文公开的柔性的人工的基于蛋白的视网膜植入物。如本文使用的术语，人工视网膜植入物的“像素”是指携带金膜的钼或钛针或其它适宜的刚性结构，在所述金膜上沉积了细菌紫膜质膜，所述细菌紫膜质膜含有金结合性细菌紫膜质的主层和天然或Q-突变体细菌紫膜质的主层。备选地，“像素”可以是与金覆盖的垫物理结合的钼或钛针或其它适宜的刚性结构，在所述垫上沉积了金结合性细菌紫膜质的主层和天然或Q突变体细菌紫膜质的主层。如本文使用的术语“手术柄”是指这样的孔、环、圈、托架、或其它装置本文描述的人工视网膜植入物可以通过它们而通过手术方式固定于(即植入)眼睛内。离子梯度诱导型柔性的基于蛋白的人工视网膜本文中描述了一种柔性的基于蛋白的人工视网膜植入物，其基于使用蛋白细菌紫膜质将光转化为离子梯度，所述离子梯度通过诱导局部介质中的离子梯度而激活视网膜两极细胞。细菌紫膜质(BR)是分离自盐沼地古生物嗜盐古生菌的光驱动的质子泵。分离自该生物的紫膜(purple membrane)的光转导蛋白具有等同于视紫质(rhodopsin)的量子效率，视紫质是眼睛的杆状外部节段中的天然蛋白。然而，细菌紫膜质具有比视紫质高三个数量级的热稳定性和光化学稳定性。天然细菌紫膜质蛋白响应于光吸收而泵运质子，在视网膜斑片的一个实施方式中，质子梯度用于激活两极细胞。可以按照下文的进一步讨论来产生具有增加的内在偶极矩、更迅速地泵运离子、具有金结合特性、或具有这些性质的组合的该蛋白的突变体形式。此外，该蛋白还可以通过蛋白的遗传工程化被转化为氯离子泵。在柔性视网膜植入物中使用一种或多种这些野生型和/或遗传工程化的细菌紫膜质蛋白将在患者中产生视觉信号。
所公开的柔性视网膜植入物将不需要外部照相机设备，或者无需外部供电。此外， 无需电线来连接外部硬件以刺激眼睛内的电极，因为所公开的视网膜植入物不含电极。相对于目前可获得的视网膜植入物，所公开的柔性视网膜植入物的引入具有更小的手术侵入性，并且降低了感染的机会。所提出的植入物的设计的另一项独特能力是，细菌紫膜质能够形成被称作Q态的无活性状态，如下文进一步讨论，这允许像素调节植入物中多余的像素可以被调低或关闭。该特征具有显著优点，因为其提供了用于优化植入物与神经细胞的偶联的非侵入性方法。例如，患者将描述感知视野中的“热点”，这些将通过选择性过激活两极细胞的像素来表征。该位置是使用观察眼睛后面的显微镜布置鉴定的，并且能够以近衍射受限的性能聚焦在植入物上。该光学设计允许显微镜使用弱激光单个地激活像素，并使用两个红色激光脉冲(具有适合于将该区域内的细菌紫膜质转化为Q态的时间谱)的序列选择性脉动像素。完全转化是可能的，但是选择性转化将使像素暗淡。通过这种方式，可以调节单独像素的过量应答，如果必要的话，将其完全关闭。所公开的柔性视网膜植入物相对于目前的主导技术具有很多另外的明显优点。它们是柔性的，并且是薄的，可以插入到视网膜下的空间并适应任何形状或大小的眼睛。可以通过使用如上所述的低功率红色激光关闭或调低单独的像素。如下文进一步讨论，有两种不同的离子激活机制可用于增强柔软性并操作多种患者状况。视网膜植入物的内和外表面上使用的材料(例如DACRON内层和DACRON离子通透性外层)提供了体内的长期稳定性， 而不会激活患者内的免疫应答。在一些实施方式中，视网膜下植入物使用DACRON作为基础织物，其为生物惰性的、柔性的，并且能够被化学修饰以稳定化细菌紫膜质突变体的层。基于微纤维的织物还提供离子转运并保护细菌紫膜质蛋白。所公开的柔性视网膜下植入物意在植入患者的视网膜的光感受器层与视网膜色素上皮(RPE)层之间(图1B)。图IB显示了植入到患者眼睛的天然细胞层中的本发明的柔性的基于蛋白的视网膜下植入物的一个实施方式的示意图。图2是所公开的柔性的基于蛋白的人工视网膜的两个不同实施方式的示意图，其显示了内基底层、粘合剂层、细菌紫膜质层的取向蛋白膜、和外基底层的一般结构。两个实施方式中都显示以DACRON作为内基底层，以离子通透性膜作为外基底层。图板A显示的实施方式包括溅射到已经被加热到高于玻璃转化温度的DACRON内基底层上的10人的金。该金层作为金结合性细菌紫膜质突变体的粘合剂。图板B显示了聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(PDAC)作为细菌紫膜质蛋白的首层的粘合剂。在两个实施方式中，该首层之后均为额外的细菌紫膜质蛋白的层(例如，天然、 偶极突变体、光周期突变体、氯泵突变体、离子泵突变体、或其组合)。图2的图板C和D是用于测试目的的类似的人工视网膜的示意图。这些结构具有被氧化铟锡包被的玻片替代的外基底层，从而可以使用静电计测定离子转运。所公开的柔性视网膜植入物也可针对视网膜外植入而设计。所公开的柔性视网膜植入物的运作机理是简单的，虽然作用的生理学是非常复杂的。已知的是，改变两极或神经节细胞附近的PH或离子浓度能够激发神经脉冲。模拟表明 该过程的机理通常是由于天然信号载体的间接操作或与其竞争。所公开的视网膜植入物利用了该现象，使用天然或突变的基于蛋白的设计，以恢复患者的视力。在天然生物嗜盐古生菌中，细菌紫膜质(BR)担当光驱动的质子泵，其以0. 65的量子效率运作，该效率等同于视觉色素视紫质的效率。嗜盐古生菌还在外膜中具有被称作盐细菌紫膜质的氯离子泵，其响应于光激发而泵运氯离子。基于质子泵和氯离子泵的视网膜植入物都是合意的，并且公开于本文中。然而，由于盐细菌紫膜质是相对脆性的，所以在视网膜植入物的一些实施方式中使用的是细菌紫膜质突变体，其将细菌紫膜质从质子泵转化为氯离子泵，以便实现植入物的长期稳定性。可获得的文献表明质子梯度是更有效的，但是氯离子梯度对神经组织所造成的长期损害较低。本文公开的柔性视网膜植入物相对于目前主导着现今的治疗方法的电刺激同类物而言，具有显著的改进。Luke S.K.The0garajan博士的博士学位论文研究了基于离子的视网膜植入物的潜在可能，其中使用了复杂的计算机模拟0007，Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, MIT)。他通过模拟证明质子(H+)、钾离子(K+)或氯离子(Cl—)梯度将激活视网膜神经构造并提出了一种基于细菌紫膜质的植入物。然而，他的模型植入物将不会工作，因为他仅使用了一层细菌紫膜质，不会产生足够的光捕获能力。Theogarajan不是第一个提出离子门化的人。长期以来，人们知道改变两极或神经节细胞附近的PH或离子浓度能够激发神经脉冲(见，例如，Enz等人，1999， J. Neurosci. 19 :9841-47 ；Bringmann 等人，1997，Glia 19 :311-23 ；Verweij 等人，1996， Vision Res. 36 :3943-53 ；Marc, 1999, J. Compar. Neurol. 407 :65-76 ；Konnerth 等)κ, 1987, J. Physiol. 386 :603-33 ；和 Ettaiche 等人，2004，J. Neurosci. 24 1005-12)。光敏感通道(charmelrhodopsin)的研究提供了关于离子梯度植入物的可行性的另外的支持(见， 例如，Bamann 等人，2008，J. Mol. Biol. 375 :686-94 ；Berthold 等人，2008，Plant Cell 20 1665-77 ；Douglass 等人，2008，Current Biol. 18 :1133-37；Nagel 等人，2002，Science 296 :2395-98 ；Nagel 等人，2003，PNAS 100 :13940-45 ；和 Petreanu 等人，2007，Nature Neurosci. 10 :663-68)。眼睛的两极细胞系统是非常复杂的，包括表征为给光中心的或撤光中心的两种类型的两极细胞(给光中心的两极细胞(on-bipolar cell)或撤光中心的两极细胞 (off-bipolar cell))。两种类型均监视光感受器细胞并基于光感受器细胞是否被去极化 (在黑暗中)或过极化(光照下)而选择性激活或抑制神经节活性。通过电脉冲激活撤光中心的两极细胞会抵消给光中心的两极细胞的附近激活，这一事实使得两极细胞的电刺激复杂化。本视网膜植入物相对于基于电刺激的植入物而言具有明显的优点，因为离子流通过模拟光感受器的过极化而自动区分。该特征避免了以上所述的激活错误细胞的问题，并且还使所需要的电流较低(即，较少的离子能够模拟电效应)。视网膜外的刚性的基于蛋白的人工视网膜本文描述的刚性视网膜外植入物植入到天然视网膜的顶部。刚性视网膜外植入物含有钼针以激活天然视网膜的神经节神经细胞，因为钼是高度导电性的，但对于身体是完全惰性的。当被植入时，刚性视网膜外植入物的钼针向下延伸通过患者的天然视网膜的神经纤维层进入神经节细胞。这些针的长度可以是大约0. 2mm至大约1. 5mm，并且由患者的视网膜疾病的性质以及通过该视网膜植入物提供神经节刺激还是两极刺激的决定来确定。每个钼针的顶端被下列物质包被(从下至上)金层、金结合性细菌紫膜质分子的主层、和天然或突变体细菌紫膜质分子的主层。针的顶部固定于基板。具体地，每个针插入至它自己的孔，该孔比针的直径略大，并且完全穿过基板的厚度。基板由导电塑料的透明窗覆盖，以允许光穿过、到达细菌紫膜质层。刚性人工视网膜植入物内的携带其细菌紫膜质膜的单一的钼针在本文中被称作“像素”。可以使用不同数目的像素来制备本文描述的刚性人工视网膜植入物。使用较大数目的像素将允许人工视网膜植入物为患者提供更大水平的视觉分辨率。例如，可以按照大约400X300像素(大约为电视机的分辨率)、大约800X400像素(或更高)、或其中的任意值的阵列来制备人工视网膜植入物。图3A是本发明的视网膜外植入物内的单一像素的示意图，其从钼针的顶部向上显示大约10微米的金层，含有大约2至大约5个亚层的金结合性细菌紫膜质分子的金结合性细菌紫膜质的主层，以及含有大约200至大约400个亚层的天然或突变体细菌紫膜质分子的天然或突变体细菌紫膜质的主层。所述突变体细菌紫膜质可以是例如偶极突变体、 光周期突变体、或其组合。可以使用Q突变体细菌紫膜质分子(其也具有增强的偶极矩)以产生细菌紫膜质膜和本文描述的刚性人工视网膜。虽然不希望被任何理论所限，但是具有增强的偶极矩的细菌紫膜质突变体能够通过允许细菌紫膜质分子的更一致的取向和/或细菌紫膜质分子在膜内的更致密的包装而增强细菌紫膜质膜和本文描述的刚性人工视网膜的效率。以下进一步描述了适宜的突变体。图IBB是单行像素的侧视图，其显示了非导电性的、非毒性的医学环氧化物外壳， 其施用于基板的侧表面和下表面，以封闭并保护所有五个侧面上的细菌紫膜质层(除了植入物的顶上的侧面以外，顶上的侧面被导电塑料的透明窗覆盖)。适宜的环氧化物为可用于医学植入物的非毒性的、非导电性的、透明的环氧化物。可以使用很多环氧化物制剂，包括由Epoxy Technology Corp制造的那些(例如，产品号301、320、和邪4，Epoxy Technology, 14 Fortune Drive, Billerica, MA 01821)。适宜的导电性塑料材料为生物惰性材料并且是本领域熟知的(关于适宜的材料，参见例如，美国专利号7，四1，讨0，Xie等人，2002，Bioscience R印 21，513-536 ；Xu 等人，2005，Tissue Eng 11，1736-1748 ;Shi 等入，2005， Eng Mat 6,485-490 ；Lloyd ^ A, 2001, Biomaterials 22,769-785 ；Montezuma 等人，2006，Invest Ophth Vis Sci47，3514-3522 ；Weiland 等人，2005，Annu. Rev. Biomed. Eng. 7,361-401 ；和 Scholz，2007，J Bioact Compat Pol 22，539-568)。在一个实施方案中，透明塑料窗延伸出环氧化物密封，并且在植入物的两个相对面上各含有两个孔，总共有 4个孔(例如，在植入物的大约每个角各一个)，以提供手术柄。手术柄可位于不使柄干扰光向像素的传播的任意位置。图3C是本文描述的视网膜外植入物的透视图，其显示了使用环作为手术柄的备选设计。手术柄“环”无需是如图中所示的圆环，它们可以是允许外科医生安全地将刚性视网膜外植入物附着到患者的天然视网膜上的任意形状(例如，椭圆、锥体、三角形、矩形、正方形等)。手术柄可以由任何适合于手术植入的基底制成(例如钛)。图3C的刚性植入物的侧面显示为部分透明的，从而可以显示出下面的结构。光从顶部进入视网膜外植入物并且被透明的导电塑料(其将细菌紫膜质膜针对患者眼睛内的玻璃状液封闭)下面的细菌紫膜质层吸收。图3D是植入到天然视网膜顶部的刚性视网膜外植入物的示意图。视网膜外植入物的钼针的长度被优化以相接紧接位于神经纤维层(NFL)下面的神经节细胞。显示了神经节细胞层下面的两极细胞层、光感受器细胞层、视网膜色素上皮(RPE)、和脉络膜(脉管) 层。图3D中显示的视网膜外植入物的一个主要特征是钼针直接激活神经节细胞。该设计的优点在于植入物在光穿过眼睛的玻璃状液之后的光的直接光路上。
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本文描述了刚性视网膜外植入物的两种基本形式。第一种是标准设计，其中钼针的长度仅延伸至相接天然视网膜内的神经节细胞。备选的设计应用较长的针的长度，其达到超出神经细胞层以相接、从而刺激两极细胞(即在天然视网膜中的神经细胞层下面的细胞层)。较长的针允许直接激活两极细胞，这允许更高的灵敏性和使用较小的像素，因此允许成像过程有更高的分辨率。这种备选的实施方案需要更深地透入视网膜组织，图3C中显示的备选的手术附着物(环形的附着物)提供了更安全的附着。刚性的视网膜下的基于蛋白的人工视网膜刚性视网膜下植入物植入到患者视网膜的光感受器层与视网膜色素上皮(RPE) 层之间。图4包括本发明的基于蛋白的刚性视网膜下植入物的示意图。图4A是刚性视网膜下植入物的靠近的侧视图，从下至上显示了非导电性、非毒性塑料的基板；金覆盖的垫；细菌紫膜质膜；钼针，其中一个针与每个金覆盖的垫结合，针的一端布置为抵靠着垫；沉积于每个金覆盖的垫上的金结合性细菌紫膜质的主层、沉积于金结合性细菌紫膜质的主层上的天然或突变体细菌紫膜质的主层、透明的导电性塑料接地板，每个钼针经由稍大于针直径的孔而穿过该接地板；在金覆盖的垫的层与导电性透明窗之间。透明的、非毒性的、非导电性的环氧化物的层环绕每个钼针(即在针与穿过针的透明板上的孔之间，以封闭每个针)。刚性视网膜下植入物的每个像素包含针、金覆盖的垫、和沉积于金覆盖的垫上的细菌紫膜质膜(含有金结合性细菌紫膜质的主层和天然或突变体细菌紫膜质的主层)。对于每个针使用单独的金覆盖的垫避免了像素之间的交叉干扰。进入眼睛的光的光子穿过透明的导电的塑料板并被细菌紫膜质蛋白膜吸收。由光子激活的细菌紫膜质产生的电流沿着钼针传导并通过针被转移至患者的天然视网膜的两极细胞。使用例如本文描述的逐层方法使细菌紫膜质取向，这提供了蛋白的层数的严格控制，从而提供了基于蛋白的像素的光密度的严格控制。图4B的示意图显示了图4A中显示的刚性视网膜下植入物的金覆盖的垫和钼针的顶视图。图4C的示意图显示了刚性视网膜下植入物的侧视图，其显示了非导电性的、非毒性塑料的基板，钼针，和备选设计的手术柄(环柄)，如上文针对刚性视网膜外植入物所述。图4D的示意图显示了插入到天然视网膜的视网膜色素上皮和光感受器细胞层之间的刚性视网膜下植入物的侧视图。钼针与两极细胞相接合并将信号传至两极细胞。在图 4D中从上至下显示了神经纤维层、神经节细胞层、与钼针相接合的两极细胞层、光感受器细胞层(其中钼针穿过该层)、视网膜下植入物的基板和相关的结构、视网膜色素上皮、和脉络膜(脉管)层。图4D中显示的植入物具有优化的探针长度以接合紧接位于天然视网膜中光感受器细胞上面的两极细胞。在该设计的一个实施方式中，探针被非导电性的生物惰性聚合物包被，但留出暴露的1微米的尖端(未包被)。包被物可以是聚异戊二烯，其为良好的绝缘体和生物惰性物。该过程为两步过程。在聚合之前，通过使尖端包埋于溶胶凝胶(solgel) 中而保护尖端，然后允许发生聚合。然后使用气溶胶辅助化学气相沉积(AACVD)将聚异戊二烯导入植入物的未经保护的针和底部。然后通过小心地剥掉溶胶凝胶膜而使针的尖端暴露。该过程通过防止信号向周围组织的损失而增强了信号与神经细胞的偶联。只有当使用设计为相接两极细胞的较长的针时，该过程才是必要的。但是该过程总能增强信号偶联，并且是推荐的设计。
相对于视网膜外植入物，视网膜下植入物更难植入，因为植入需要外科医生将光感受器细胞层与视网膜色素上皮层分开，并将植入物插入到这两个层之间(见例如，
Zrenner, E. (2002)The Subretinal Implant :Can Microphotodiode Arrays Replace Degenerated Retinal Photoreceptors to Restore Vision ？ Ophthalmologica 216S1, 8-20 ；Cohan, Ε. D. (2007)Prosthetic interfaces with the visual system :biological issues. J. Neural Eng. 4,R14—R31 ；禾口Zrenner,E. (2008)Wi11 Retinal Implants Restore
Vision ？ Science四5，1022-102 。本发明的视网膜下植入物的植入可能破坏患者的天然视网膜的光感受器细胞。然而，该破坏的后果甚微，因为如果光感受器细胞功能正常的话，就不需要视网膜植入物了。有效的刚性视网膜下植入物替代光感受器或与其混合，钼针注入并刺激两极细胞。相对于刚性视网膜外植入物而言，刚性视网膜下植入物的优点在于， 仅需要小的电流来刺激两极细胞。然而，光的光子必须首先穿过神经纤维层、神经节细胞、 两极细胞、和任何其余的光感受器，然后光子才能激活刚性视网膜下植入物的蛋白膜。基底层在一些实施方式中，使用织物或修饰的合成DACRON微纤维(Goodf el low Cambridge Limited)的其它编织物组装柔性视网膜植入物的内基底层(或后表面)， DACRON是一种医用惰性(生物惰性)材料。DACRON是聚对苯二甲酸乙二醇酯的商品名，其是如下所示的聚合物分子
权利要求
1.一种细菌紫膜质膜，其包含天然细菌紫膜质或细菌紫膜质突变体的多个单层，其中所述天然细菌紫膜质或细菌紫膜质突变体的每个单层与阳离子聚合物的层交替，并且其中所述细菌紫膜质突变体选自氯泵突变体、偶极突变体、光周期突变体、金结合性突变体、离子泵突变体、及其组合。
2.如权利要求1所述的细菌紫膜质膜，其中所述多个单层包括包含第一细菌紫膜质突变体的第一主层和包含天然细菌紫膜质或第二细菌紫膜质突变体的第二主层，其中所述第一细菌紫膜质突变体是金结合性突变体，并且所述第二细菌紫膜质突变体选自氯泵突变体、偶极突变体、光周期突变体、离子泵突变体、及其组合；其中所述第一主层包含金结合性突变体的大约2至大约5个单层，其中所述金结合性突变体的每个单层邻近阳离子聚合物的层，从而所述第一主层含有所述金结合性突变体与所述阳离子聚合物的交替的单层；并且其中所述第二主层包括所述天然细菌紫膜质、所述第二细菌紫膜质突变体、或其组合的大约200至大约400个单层，其中所述天然细菌紫膜质、所述第二细菌紫膜质突变体、或其组合的每个单层邻近所述阳离子聚合物的层，从而所述第二主层含有所述天然细菌紫膜质、所述第二细菌紫膜质突变体、或其组合与所述阳离子聚合物的交替的单层。
3.—种视网膜植入物，其包含如权利要求1或权利要求2所述的细菌紫膜质膜。
4.如权利要求3所述的视网膜植入物，其中所述视网膜植入物是柔性的。
5.一种用于产生细菌紫膜质膜的方法，所述方法包括a.修饰基底以在所述基底上产生表面负电荷；b.将阳离子聚合物的层沉积于经修饰的所述基底上；c.将天然细菌紫膜质或细菌紫膜质突变体的单层沉积于所述阳离子聚合物的层上，其中所述细菌紫膜质突变体选自氯泵突变体、偶极突变体、光周期突变体、离子泵突变体、及其组合；d.将所述阳离子聚合物的层沉积于所述天然细菌紫膜质或细菌紫膜质突变体的单层上；e.按照步骤(c)和(d)沉积所述天然细菌紫膜质或细菌紫膜质突变体与所述阳离子聚合物的额外的交替的层，直至沉积了所述天然细菌紫膜质或细菌紫膜质突变体的大约200 至大约400个单层，从而产生所述细菌紫膜质膜。
6.一种用于产生细菌紫膜质膜的方法，所述方法包括a.将金层沉积于基底上；b.将第一细菌紫膜质突变体的单层沉积于所述金上，其中所述第一细菌紫膜质突变体是金结合性突变体；c.将阳离子聚合物的层沉积于细菌紫膜质的金结合性突变体的所述单层上；d.按照步骤(b)和(C)沉积所述细菌紫膜质的金结合性突变体与所述阳离子聚合物的额外的交替的层，直至沉积了所述细菌紫膜质的金结合性突变体的大约2至大约5个单层， 以形成所述细菌紫膜质的金结合性突变体的主层；e.在所述细菌紫膜质的金结合性突变体的最后一个沉积层上沉积所述阳离子聚合物的层；f.在所述阳离子聚合物的层上沉积天然细菌紫膜质或第二细菌紫膜质突变体的单层， 其中所述第二细菌紫膜质突变体选自氯泵突变体、偶极突变体、光周期突变体、离子泵突变体、及其组合；g.按照步骤(e)和(f)沉积所述天然细菌紫膜质或第二细菌紫膜质突变体与所述阳离子聚合物的额外的交替的层，直至沉积了所述天然细菌紫膜质或第二细菌紫膜质突变体的大约200至大约400个单层，以形成所述天然细菌紫膜质或第二细菌紫膜质突变体的主层，从而产生所述细菌紫膜质膜。
7.如权利要求5或权利要求6所述的方法，其中所述基底选自聚对苯二甲酸乙二醇酯 (DACRON)、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-苯基乙酯(PEM)、聚乙二醇(PEG)、 甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)大分子、聚乙烯醇(PVA)水凝胶、钼、和钛。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述阳离子聚合物是聚(二烯丙基二甲基氯化铵) 或3-(1-吡啶鐺)-1-丙磺酸盐。
9.一种细菌紫膜质膜，其通过如权利要求5或权利要求6所述的方法产生。
10.一种视网膜植入物，其包含如权利要求9所述的细菌紫膜质膜，其中所述细菌紫膜质膜还包含沉积于所述细菌紫膜质膜的最外层上的第二基底层，其中所述第二基底层是离子通透性的。
11.如权利要求10所述的视网膜植入物，其中所述第二基底层包括选自下列的基底 聚对苯二甲酸乙二醇酯(DACRON)、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-苯基乙酯 (PEM)、聚乙二醇(PEG)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)大分子、和聚乙烯醇(PVA)水凝胶。
12.如权利要求3所述的视网膜植入物，其中所述视网膜植入物是刚性的。
13.—种柔性视网膜植入物，其包含内基底层、粘合剂层、细菌紫膜质蛋白层的取向膜、 和外基底层。
14.一种刚性视网膜植入物，其包含多个像素，其中每个像素包含与钼或钛针可操作地连接的细菌紫膜质膜，并且其中所述多个像素构造为当所述视网膜植入物植入患1者的视网膜时，使所述钼或钛针与所述患者的视网膜的神经节细胞层或两极细胞层相接合。
15.如权利要求14所述的视网膜植入物，其中所述细菌紫膜质膜沉积于金层上，所述金层沉积于所述钼或钛针的顶部。
16.如权利要求14所述的视网膜植入物，其中所述细菌紫膜质膜沉积于金层上，所述金层沉积于与所述钼或钛针结合的垫上，其中每个像素包含与所述钼或钛针之一接触的金覆盖的垫。
17.一种用于治疗具有由于视网膜光感受器细胞的损失而引起的视力丧失的患者的方法，所述方法包括向所述患者的眼睛内植入如权利要求3、4、10、11、12、1314、15、和16中的任一项所述的视网膜植入物，从而治疗具有由于视网膜光感受器细胞的损失而引起的视力丧失的患者。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述视网膜植入物将光转化为所述患者眼睛内的离子梯度。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述视网膜植入物将光转化为所述患者眼睛内的光电信号。
20.一种具有选自下列的一个或多个氨基酸置换的细菌紫膜质突变体E9Q、E9N、 G33D、G33E、V34D、V34E、A39E、A39D、K40Q、K40N、V49A、V49N、V49P、V49F、L66I、M68L、M68T、 P70V、P70A、G72S、G72K、G72R、G73K、G73R、E74Q、E74N、E74V、Q75R、Q75L、Q75H、N76K、D85E、 D85T、T90A、A103D、A103E、Q105E、Q105D、R134I、R134A、K159Q、K159N、R164Q、R164N、E194A、 E194N、E194K、G195K、G195R、A196K、A196R、G197K、G197R、E204Q, E204N、E204G、E204C、 L206P、L206R、R227Q、R227N、A233E、A233D、A240E、A240D、D241A、D241V、G242K、G242R、 A243E、A243D、A244E、A244D、A245E、A245D。
21.一种具有选自下列的一个或多个氨基酸置换的细菌紫膜质金结合性突变体T5C、 G6C、R7C、E9C、G33C、V34C、S35C、D36C、A39C、K40C、G72C、G73C、E74C、Q75C、A103C、Q105C、 K129C、V130C、Y131C、S132C、K159C、E161C、S162C、R164C、E166C、G195C、A196C、G197C、 I198C、P200C、N202C、E204C、R227C、G231C、A233C、A240C、A241C、和 A242C。
全文摘要
提供了多层蛋白膜，其包含天然细菌紫膜质和/或特化的细菌紫膜质突变体作为光活性元件。还提供了携带所述细菌紫膜质膜的人工视网膜下和视网膜外植入物，以及制备和使用其的方法，例如，用于治疗视网膜疾病和病况。
文档编号A61L27/36GK102421462SQ201080019805
公开日2012年4月18日 申请日期2010年3月5日 优先权日2009年3月5日
发明者D·J·桑伯格, M·拉纳罕, M·诺伦伯格, N·沃纳, R·R·伯格 申请人:康涅狄格州大学