3D-trykte kunstige hornhinder ligner menneskelige

Når en person har en stærkt beskadiget hornhinde, en hornhinde -transplantation er påkrævet. Imidlertid, der er 2, 000 patienter, der venter på hornhindedonationen i landet fra 2018, og de venter i gennemsnit seks eller flere år på donationen. Af denne grund, mange forskere forsøger at udvikle en kunstig hornhinde. Den eksisterende kunstige hornhinde bruger rekombinant kollagen eller er fremstillet af kemiske stoffer, såsom syntetisk polymer. Derfor, det inkorporeres ikke godt med øjet, den er heller ikke gennemsigtig efter hornhindeimplantatet.

Professor Dong-Woo Cho i maskinteknik, Professor Jinah Jang fra Creative IT Convergence Engineering, og fru Hyeonji Kim hos POSTECH, samarbejde med professor Hong Kyun Kim i oftalmologi ved Kyungpook National University School of Medicine, 3-D trykte en kunstig hornhinde ved hjælp af et bio-blæk fremstillet af decellulariseret hornhindestroma og stamceller. Fordi denne hornhinde er lavet af hornhindevævsafledt bio-blæk, det er biokompatibelt, og 3D-celleudskrivningsteknologi rekapitulerer hornhinnens mikromiljø, så dens gennemsigtighed ligner den menneskelige hornhinde. Denne forskning er for nylig offentliggjort den Biofabrikation .

Hornhinden er et tyndt yderste lag, der dækker pupillen, og det beskytter øjet mod det ydre miljø. Det er det første lag, der tillader lys, og derfor skal det være gennemsigtigt, bevæge sig, når eleven bevæger sig, og have fleksibilitet. Imidlertid, det har været begrænset til at udvikle en kunstig hornhinde ved hjælp af syntetiske biokompatible materialer på grund af forskellige hornhinde-relaterede egenskaber. Ud over, selvom mange forskere har forsøgt at gentage det hornhinde mikromiljø for at være gennemsigtigt, de materialer, der anvendes i eksisterende undersøgelser, har begrænsede mikrostrukturer til at trænge ind i lyset.

Den menneskelige hornhinde er organiseret i et gittermønster af kollagenfibriller. Gittermønsteret i hornhinden er direkte forbundet med gennemsigtigheden af ​​hornhinden, og mange undersøgelser har forsøgt at replikere den menneskelige hornhinde. Imidlertid, der var en begrænsning i anvendelsen af ​​hornhindetransplantation på grund af brugen af ​​cytotoksiske stoffer i kroppen, deres utilstrækkelige hornhindeegenskaber, herunder lav gennemsigtighed, og så videre. For at løse dette problem, forskergruppen brugte forskydningsspænding, der blev genereret i 3-D-udskrivningen, til at fremstille hornhindergittermønsteret og demonstrerede, at hornhinden ved hjælp af en hornhindestroma-afledt decellulariseret ekstracellulær matrix bio-blæk var biokompatibel.

I 3D-udskrivningsprocessen, når blæk i printeren kommer ud gennem en dyse og passerer gennem dysen, friktionskraft, som derefter frembringer forskydningsspænding, opstår. Forskergruppen producerede med succes gennemsigtig kunstig hornhinde med gittermønsteret på menneskelig hornhinde ved at regulere forskydningsspændingen for at kontrollere mønsteret af kollagenfibriller.

Forskergruppen observerede også, at kollagenfibrillerne, der blev ombygget sammen med trykbanen, skaber et gittermønster, der ligner strukturen af ​​den native humane hornhinde efter 4 uger in vivo.

Professor Jinah Jang sagde, "Den foreslåede strategi kan opnå kriterierne for både gennemsigtighed og sikkerhed ved konstrueret hornhindestroma. Vi tror, ​​at det vil give håb til mange patienter, der lider af hornhinderelaterede sygdomme."