新型 3D 打印生物墨水角膜可以解决捐赠者短缺问题 – 10 分钟即可完成制作
- 3 分钟 3D 打印角膜可以显着减少对供体组织的依赖。
- 使用新型生物墨水在 10 分钟内完成打印。
- 临床转化可能仍需要数年时间，因为需要进行广泛的安全性和有效性研究。
据世界卫生组织称，全球有超过 1000 万人需要手术来预防沙眼引起的角膜失明，大约 500 万人因角膜疤痕而完全失明。
尽管供体角膜数量不多，但需求远远超过供应，促使研究人员开发人造角膜替代品。纽卡斯尔大学的科学家现已展示了一种快速 3D 打印方法，有朝一日可以缩小这一差距。
角膜（眼睛最外层的折射层）贡献了眼睛约 80% 的聚焦能力。因此，设计功能替代品需要精确的曲率来复制这种光学功能。
它是如何制作的
研究人员将从健康捐赠者身上采集的人类角膜基质细胞与海藻酸钠和甲基丙烯酸 I 型胶原蛋白混合，创造出一种“生物墨水”。这种凝胶既对细胞友好，又适合挤出印刷。
使用经济实惠的 3D 生物打印机，将生物墨水沉积在同心环中以构建角膜形状的结构。整个过程仅用了10分钟就完成了。
生物墨水
胶原蛋白-海藻酸盐混合物提供了足够的结构完整性以保持形状，同时保持嵌入的细胞在室温下存活。调整粘度，以便可以在不影响细胞存活的情况下挤出材料。
使用生物墨水，可以通过扫描角膜并将尺寸转换为打印机的 G 代码来根据患者的眼睛定制组织几何形状。这可以精确复制复杂的解剖特征。
最终的构建体在生理环境中进行重塑，促进适当的结构、功能和生物力学成熟。
参考：ScienceDirect |纽卡斯尔大学
通过测量周边和中心厚度来评估打印保真度，同时在打印后第 1 天和第 7 天监测封装的角膜细胞的细胞活力。
下一步是什么？
尽管人造角膜尚未准备好投入临床使用，但研究人员计划进行更广泛的体外和体内研究，以评估长期安全性、基质细胞表型、生物相容性以及对上皮细胞生长的支持。
底线：临床医生可能需要几年时间才能自信地用 3D 打印替代品替换供体角膜。
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