Wetenskaplikes het vir die heel eerste keer 'n menslike kornea bio-ingenieur met behulp van 3D-druktegniek wat 'n hupstoot vir kornea-oorplantings kan wees.
Kornea is die deursigtige koepelvormige buitenste laag van die oog. Die kornea is die eerste lens waardeur lig gaan voordat dit die retina aan die agterkant van die oog tref. Kornea speel 'n baie belangrike rol in die fokus van visie deur brekende lig deur te gee. Dit bied ook beskerming aan ons oog en enige skade of besering kan ernstige siggestremdheid en selfs blindheid veroorsaak. Volgens die WGO benodig ongeveer 10 miljoen mense wêreldwyd chirurgie om korneale blindheid te voorkom wat veroorsaak word as gevolg van 'n siekte soos tragoom of 'n oog wanorde. Vyf miljoen mense ly aan totale blindheid wat veroorsaak word deur littekens van die kornea as gevolg van brandwonde, skuur of 'n ander toestand. Die enigste behandeling vir 'n beskadigde kornea is om 'n kornea oorplantingDie vraag oorskry egter die aanbod in kornea-oorplantings. Daar is ook baie risiko's/komplikasies verbonde aan kornea-oorplantings, insluitend ooginfeksie, gebruik van steke, ens. Die belangrikste en ernstigste probleem is dat soms die skenkerweefsel (van kornea) verwerp word nadat die oorplanting uitgevoer is. Dit is 'n bedenklike situasie en alhoewel dit skaars is, gebeur dit in 5 tot 30 persent van pasiënte.
Eerste 3D-gedrukte menslike kornea
In 'n studie gepubliseer in Eksperimentele Oognavorsing, het wetenskaplikes aan die Newcastle Universiteit, VK vir die tyd die driedimensionele (3D) druktegniek gebruik om kornea vir die menslike oog te vervaardig of te 'vervaardig' en dit kan 'n seën wees om korneas vir oorplanting te kry. Met behulp van die goed gevestigde 3D-biodruktegnologie het navorsers stamselle (van menslike kornea) van 'n gesonde skenker-kornea en hulle het dit met alginaat en kollageen gemeng om 'n oplossing te skep wat gedruk kan word. Hierdie oplossing genaamd die bio-ink is die belangrikste vereiste om enigiets in 3D te druk. Biodrukwerk is 'n uitbreiding van tradisionele 3D-drukwerk, maar word toegepas op biologiese lewende materiale en daarom moet 'n bio-ink eerder gebruik word wat uit "lewende selstrukture" bestaan. Hul unieke jel – bestaande uit alginaat en kollageen – is in staat om stamselle aan die lewe te hou en terselfdertyd 'n materiaal te produseer wat ferm genoeg is om in 'n vorm te bly, maar steeds sag is om uit 'n 3D-drukker gedruk te kan word. Navorsers het 'n eenvoudige, goedkoop 3D-biodrukker gebruik waarin bio-ink wat hulle voorberei het, suksesvol in konsentriese sirkels georganiseer is om die koepelvorm van 'n kunsmatige kornea. Die kenmerkende 'geboë vorm' van die kornea is bereik wat hierdie studie 'n sukses maak. Hierdie drukprosedure het minder as 10 minute geneem. Daar is toe gesien dat die stamselle groei.
Sedert die gewildheid van 3D biodrukwerk toegeneem het, het navorsers gesoek om die beste geskikte ideale bio-ink te vind vir die haalbare en doeltreffende maak van korneas. Hierdie groep by Newcastle Universiteit het die voortou geneem en dit bereik. Dieselfde groep navorsers het vroeër gewys dat hulle selle vir etlike weke by kamertemperatuur in 'n eenvoudige jel van alginaat en kollageen aan die lewe gehou het. Met hierdie studie kon hulle hierdie bruikbare kornea oordra met selle wat vir een week lewensvatbaar teen 83 persent bly. Dus, sneesdoekies kan gedruk word sonder om bekommerd te wees of hulle sal groei of nie (dws bly lewe) aangesien beide die dinge in dieselfde medium haalbaar is.
Die maak van pasiënt-spesifieke kornea
Navorsers het ook in hierdie studie getoon dat kornea gebou kan word om by elke pasiënt se unieke vereistes te pas. Eerstens word die pasiënt se oog geskandeer wat data genereer om die 'afdrukkornea' te pas by die presiese vorm en grootte wat benodig word. Afmetings word van die werklike kornea self geneem wat dan druk hoogs akkuraat en haalbaar maak. 3D-druktegnologie is getoets in die vervaardiging kunsmatige hart en ander weefsels. Plat weefsels is in die verlede geskep, maar volgens die skrywers is dit die eerste keer dat 'vormige' korneas geproduseer word. Alhoewel hierdie metode steeds gesonde skenkerkornea vereis, word stamselle suksesvol gebruik om tot meer selle in kunsmatige kornea te groei. Een gesonde kornea sal net nie 'n beskadigde een 'vervang' nie, maar ons kan genoeg selle uit een geskenkde kornea laat groei om 50 kunsmatige kornea te druk. Dit sal 'n baie voordeliger scenario wees as om net 'n enkele oorplanting te doen.
toekomstige
Hierdie studie is nog in 'n voorlopige stadium en 3D-gedrukte korneas moet verder geëvalueer word. Navorsers meld dat hul werk etlike jare sal duur voordat so 'n kunsmatige kornea vir oorplantings gebruik kan word omdat diere- en mensproewe nog uitgevoer moet word. Dit moet ook gekontroleer word of hierdie materiaal funksioneel is en baie fynverstelling nodig is. Navorsers is vol vertroue dat hierdie kunsmatige korneas binne die volgende 5 jaar beskikbaar sal wees vir praktiese gebruik. Die beskikbaarheid van 3D-druktegnologie is nie nou 'n probleem nie, aangesien dit goedkoop geword het en biodrukwerk goed na vore kom en daar dalk oor 'n paar jaar standaardprosedures beskikbaar sal wees. Meer fokus gaan nou na die gebruik van stamselle om beskadigde weefsels te herbou of te vervang, terwyl die drukaspek van die metode meestal vaartbelyn is.
Hierdie studie is 'n belangrike stap na 'n oplossing wat ons 'n onbeperkte voorraad korneas vir oorplanting wêreldwyd kan gee. Verder dink navorsers by 'n Italiaanse maatskappy in die rigting om uiteindelik '3D-gedrukte oë' te skep wat op 'n soortgelyke manier gebou sal word deur potensiële bio-ink te gebruik wat die ooglopende selle insluit wat nodig is om dié wat in 'n natuurlike stel oë voorkom, te vervang. . Die bio-ink kan in verskillende kombinasies gewissel word, afhangende van die spesifieke vereiste. Hulle beoog om hierdie "kunsmatige oë" teen 2027 in die mark te hê. Die studie het die mees gevorderde vorm van kunsmatige kornea opgelewer en het biodrukwerk uitgelig as moontlike oplossing vir orgaan- en weefseltekorte.
***
{Jy kan die oorspronklike navorsingsartikel lees deur die DOI-skakel wat hieronder gegee word in die lys van aangehaalde bronne te klik}
Bronne)
Isaacson A et al. 2018. 3D biodruk van 'n korneale stroma ekwivalent. Eksperimentele Oognavorsing.
https://doi.org/10.1016/j.exer.2018.05.010
