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行业前沿┃渴望光明:3D打印人类角膜

纽卡斯尔大学的医学院是英国最好的医学院之一,并且是欧洲第一、世界第二个被授予人类干细胞研究许可的医学机构。不久之前,英国纽卡斯尔大学的科学家在实验室环境下制作出了第一批3D打印的人类眼角膜,该研究成果发表在Experimental Eye Research上。这表明我们终于能够人工生成这一重要的解剖结构,也意味着从此将避免数百万人因角膜损伤而失明。

据统计,全世界约有1000万人正在等待角膜移植手术来挽救自己的视力,此外,由于角膜疤痕,有500万人因此完全失明。如果我们能够在实验室制造出可用的角膜,那么可以造福很多人,英国纽卡斯尔大学的研究人员解释说,这一直是许多科学家长期以来的奋斗目标。

“世界各地的科研团队一直在寻找理想的生物墨水,致力于让角膜打印变得切实可行,”高级研究员Che Connon说。“现在我们使用含有干细胞的生物墨水,为用户打印生物组织器官,而不必担心它们生长成别的细胞形态。”


这一特殊的生物墨水混合了海藻酸盐和胶原蛋白,并且已经开发出了一套非常具体的使用标准:要足够坚硬以保持其形状,同时又足够柔软能够适应3D打印机的喷嘴。该结构还需要从干细胞供体获取人角膜基质(结缔组织)细胞。只要事先的工作准备充分,科学家就能在不到10分钟的时间内打印出一系列同心圆状的角膜。

此前,同一团队曾使用类似的水凝胶成功使得干细胞在室温下存活数周。现在他们已经能够将它转移到可用的角膜上,且在一星期后令细胞仍保持83%的活力。

研究人员指出,可能还需要几年时间才能完善相关技术并扩大生产规模,与近年来我们在实验室中开发的各种人造角膜一样,必须稳定谨慎,一步一个脚印。也就是说,这只是迈向胜利的第一步。我们的终极目标是可以在世界任何地方提供无限量的移植角膜。


更妙的是,由于已经存在为人造心脏和其他组织进行过测试的3D打印技术,它们可以直接为患者量身定做个人角膜。通过扫描人的眼睛,植入物可以据此设计成合适的尺寸和形状。

“我们的3D打印角膜现在还需要进行进一步的测试,并且在我们能够用于实际的移植手术之前还需要观察几年时间。”Connon说,“但是,我们已经表明,为患者眼睛绘制的三维数学模型进行角膜印片是可行的,并且这种方法有可能解决世界范围内的供体短缺。”

来源:E=mc²