Øjne blinker på en chip

Forskere ved Kyoto University's Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) har udviklet en enhed, der flytter væsker over hornhindeceller på samme måde som tårernes bevægelse over et blinkende øje. Forskerne håber, at deres resultater, rapporteret i journalen Lab on a Chip , vil hjælpe med at forbedre udvikling og test af oftalmologisk lægemiddel, og fremme forståelsen af, hvordan blinking påvirker hornhindens overflade.

Hornhinden er den gennemsigtige skive, der dækker øjets centrale overflade. Det fungerer som en beskyttende barriere mod støv, bakterier, og andre potentielt skadelige genstande.

En måde, forskerne tester øjenlægemidler på, er at indgive dem i kaninens øjne. Men kaniner blinker væsentligt mindre end mennesker, så stoffer har større chance for at trænge ind i kaninens hornhinde og trænge ind i øjet. Alternativt videnskabsmænd bruger små brønde, der indeholder menneskelige hornhindeceller. Men også her, cellerne udsættes ikke for det normale miljø i et levende menneskeligt øje.

Kyoto Universitys farmaceutiske videnskabsmand Rodi Abdalkader og mikroingeniør Ken-ichiro Kamei samarbejdede om at udvikle en enhed, der overvinder disse problemer. De 3-D-printede en enhed, der indeholder fire øvre og fire nedre kanaler, adskilt af en klar porøs polyestermembran. Hornhindeceller inkuberes i hver øvre kanal på toppen af ​​membranen. Efter syv dage, de danner en barriere af celler, der adskiller de øvre og nedre kanaler. Væske bevæges derefter gennem enheden for at efterligne trykket, der udøves på den ene side af hornhinden af ​​et blinkende øjenlåg og bevægende tårer, og på den anden side ved væsken i det indre øje.

Interessant nok, de fandt ud af, at denne bevægelse ændrede cellernes form og øgede produktionen af ​​filamenter, som er kendt for at holde hornhindeceller fleksible og elastiske.

"Det var virkelig interessant at opdage, at en øjenblink-lignende stimulus har en direkte biologisk indvirkning på disse celler, " siger Abdalkader. "Vi blinker ofte og ubevidst hele tiden. For hvert blink, der påføres en forskydningsspænding på hornhindebarrieren, der får hornhindens modforsvarssystem til at udskille fibrøse filamenter, som keratiner, at overvinde virkningerne af stress."

Ikke kun efterligner enheden menneskelig blink, mens den bruger menneskelige celler, men det giver også mulighed for at teste fire forskellige prøver under lignende forhold på samme tid.

"Vi tror på, at denne platform vil bane vejen for forbedret udvikling af øjenlægemidler, og yderligere undersøgelser af virkningerne af forskydningsspændingen forårsaget af øjenblink på øjets overflade, siger Abdalkader.