3-D печатные роговицы - «захватывающий» прорыв
Роговица служит защитным наружным слоем глазного яблока и ответственна за передачу и преломление падающих на нее световых пучков, которые в свою очередь фокусируются на сетчатке. Четкое расположение коллагеновых пластинок в строме роговицы отвечает за поддержание ее прочности и формы. Кроме того, строма роговицы заполнена кератоцитами. Эти клетки зажаты между ламелями и поддерживают матричные компоненты пластинчатой соединительной ткани. Поэтому высокоорганизованные коллагеновые пластинки обеспечивают механическую поддержку и биофизические особенности, необходимые для прозрачности .
Трансплантация роговицы является одним из ведущих методов лечения тяжелых случаев повреждений или заболеваний этого органа. В настоящее время используются синтетические и аллогенные материалы, которые имеют различные недостатки, когда речь заходит о фактических трансплантациях.
Сложность микроструктуры роговицы представляет собой постоянную проблему при использовании традиционных методов тканевой инженерии.
3D-роговица
Исследователи из Университета Ньюкасла в Соединенном Королевстве сделали очень важное открытие в медицине, которое поможет решить проблему донорских роговиц. Они создали 3D роговицу с использованием трехмерного принтера и стволовых клеток.
3D-биотрансляция - это новая технология, которая может применяться для изготовления биологической ткани для клинического использования. С момента своего появления 3D-биотрансляция сделала возможным поэтапное осаждение биологических материалов в предписанный образец, соответствующий анатомии органотипической модели.
В статье, которая была напечатана Experimental Eye Research в 2018 году, активно обсуждаются результаты данного научного исследования.
Ученые смешали стволовые клетки роговицы от здорового донора с гелем альгинатом, который был получен из морских водорослей, а также с коллагеном I типа. Таким образом, Профессор Че Коннон и д-р Стив Свайокло создали уникальные «био-чернила» для печати.
Используя в своей работе трехмерный принтер, полученные био-чернила были экструдированы в концентрические круги. Для создания искусственной роговицы требуется всего 10 минут.
По словам Че Коннона, профессора из Ньюкасла био-чернила должны обладать тремя основными функциям.
«Во-первых, нужно было поддерживать популяцию стволовых клеток, - сказал он Digital Trends. «Необходимо было быть экструдируемым или достаточно тонким, чтобы проталкиваться через иглу тонкого калибра, для обеспечения биопечати. И материал должен был быть достаточно жестким, чтобы он сохранял форму, позволяя создавать 3D-модель ».
Точность печати оценивали путем количественной оценки центральной и периферической толщины роговичной конструкции, а жизнеспособность капсулированных кератоцитов определяли на 1 и 7 день.
Кератоциты проявляли высокую жизнеспособность клеток как на 1-й день после печати (> 90%), так и на 7-й день (83%).
Исследование доказывает концепцию использования 3D-биопринтинга в качестве быстрого и эффективного метода, с помощью которого можно изготовить заменители роговицы человека из биоиндикаторов с низкой вязкостью. Команда также продемонстрировала, что они могут адаптировать свою трехмерную печатную роговицу, чтобы она соответствовала уникальным размерам глаза пациента, взяв изображение роговой оболочки и превратив ее в 3D-модель.
Если через несколько лет 3D-печатные роговицы выйдут на рынок, то исследование окажется наиболее полезным для развивающихся стран, где случаи повреждения роговицы самые высокие, а поставки донорских органов наиболее ограничены.
В целом, эти результаты демонстрируют большую перспективу для применения 3D-биопринтинга для изготовления корнеальной ткани.
