3D-принтер напечатал роговицу глаза

Исследователи из Университета Мэриленда, Уханьского университета и Восточно-Китайского политехнического университета напечатали стволовыми клетками на 3D-принтере роговицу глаза. Результаты работы ученые опубликовали в журнале Biofabrication.

Роговица представляет собой тонкий эпителиальный слой с объемной коллагеновой подушкой, который покрывает зрачок и защищает глаз от внешней среды. Это первый слой, который преломляет свет, показатель преломления для оболочки составляет 1,37. Самый толстый слой роговицы организован в виде горизонтальных слоев коллагеновых фибрилл и инкрустированных в решетку клеток восстановления, кислород к которым доставляется наружным эпителием. Для пропускания света роговица должна оставаться прозрачной, что напрямую связано с организацией коллагеновой решетки. Любое повреждение ткани, связанное с травмой, воспалением, инфекцией, дистрофией или дегенерацией роговицы, может приводить к нарушению укладки фибрилл и снижает остроту зрения.

В случаях помутнения поверхностного слоя роговицы может быть достаточным проведение фототерапевтической кератоэктомии, когда лазером удаляют часть этого слоя. Однако, как правило, лечение подразумевает под собой трансплантацию — замену пораженной роговой оболочки на донорскую или искусственную. На первую очередь составляет в среднем шесть и более лет, вторая, изготовленная из синтетических полимеров, хуже приживается и быстро мутнеет.

Для создания искусственной биосовместимой роговицы исследовательская группа применила метод 3D-печати. В качестве картриджа для принтера использовали «чернила» из коллагенового межклеточного вещества самой роговицы и стволовые клетки. Когда чернила выходили из сопла принтера, возникающая сила трения вызывала напряжение сдвига. Регулируя напряжение сдвига, исследователям удалось воссоздать сходную с натуральной укладку коллагеновых фибрилл. Форму и размер роговицы можно подобрать для каждого пациента индивидуально. Для этого его глаз сканируется, и компьютер преобразует эту информацию в команды для 3D-принтера.

Исследование показало, что в первый день после печати жизнеспособными оставались более 90% клеток, а на седьмой день – 83%. При этом для печати использовали сравнительно недорогой биопринтер, а сам процесс занимал менее десяти минут.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.