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突破！首個(gè)3D打印角膜已在動(dòng)物身上試驗(yàn)成功

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2022年8月17日，印度LV Prasad眼科研究所（LVPEI）、印度理工學(xué)院（IIT）海德拉巴分校和細(xì)胞與分子生物學(xué)中心合作的3D打印角膜，已成功在動(dòng)物身上進(jìn)行了試驗(yàn)。

△3D打印角膜移植到兔子的眼睛中

該團(tuán)隊(duì)宣稱，這種人造材料和動(dòng)物無(wú)殘留角膜，由來(lái)自人類供體組織的生物墨水制成，已成功將3D打印角膜移植到兔子的眼睛中。由于該角膜基于 "完全自然 "的基礎(chǔ)，因此，該角膜植入物的開(kāi)發(fā)者說(shuō)，它很快就可以 "用于人類"，以治療角膜瘢痕以及其他可能導(dǎo)致失明的嚴(yán)重眼病。

"LVPEI的首席研究員Sayan Basu博士和Vivken Singh博士說(shuō)："這是首個(gè)由3D打印制造的人類角膜，在光學(xué)和物理方面都適合移植。"用于制造這種3D打印角膜的生物墨水，具有廣泛的應(yīng)用前景，例如可以在戰(zhàn)爭(zhēng)中因眼部受傷的士兵，以密封角膜穿孔并防止感染，或者在那些沒(méi)有專業(yè)眼科中心的偏遠(yuǎn)地區(qū)。"

△該技術(shù)正在通過(guò)轉(zhuǎn)化研究，進(jìn)一步為臨床試驗(yàn)做準(zhǔn)備

為什么要研究生物3D打印角膜？

角膜在眼睛中是透明的，它覆蓋著虹膜和瞳孔，一般來(lái)說(shuō)是有彈性的，能夠從輕微的擦傷中愈合，但是，錯(cuò)誤的使用隱形眼鏡，會(huì)導(dǎo)致角膜留下疤痕。即使是那些生活方式健康、非常注意保護(hù)眼睛的人，也可能成為角膜營(yíng)養(yǎng)不良癥等問(wèn)題的受害者，這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致視力模糊，尤其會(huì)遺傳給下一代。

盡管全世界都在積極研究角膜替代品，但它們不是基于動(dòng)物就是合成的。根據(jù)美國(guó)國(guó)家眼科研究所的數(shù)據(jù)，用于治療角膜病的主要補(bǔ)救措施仍然是激光治療，或者移植有機(jī)或人工組織。然而，雖然假體不能恢復(fù)患者的視力，但基于細(xì)胞的移植往往來(lái)自于動(dòng)物，但最大的問(wèn)題是，這種方式會(huì)使具有一定的排斥風(fēng)險(xiǎn)，和非常不適用于一些宗教國(guó)家（如印度等）。

△Pandorum Technologies的液體3D生物角膜

生物3D打印技術(shù)

為了繞過(guò)，圍繞在眼部植入物中，使用某些動(dòng)物和宗教文化問(wèn)題，研究人員以人類捐贈(zèng)組織為基礎(chǔ)，代替了他們的研究。具體來(lái)說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)使用從人眼中提取的去細(xì)胞角膜組織基質(zhì)和干細(xì)胞，開(kāi)發(fā)了一種生物識(shí)別水凝膠。

該材料完全不含合成成分，旨在為基質(zhì)再生提供理想的微環(huán)境。事實(shí)上，IIT-Hyderabad的副教授Falguni Pati博士說(shuō)：“這種生物墨水甚至能夠同時(shí)保持生物打印角膜的曲率和厚度，從而促進(jìn)植入?！?/span>

該團(tuán)隊(duì)宣稱，手術(shù)進(jìn)展非常順利。LVPEI的Sayan Basu博士和Vivken Singh博士說(shuō)：“生物打印很快就會(huì)證明對(duì)治療眼部疤痕，或圓錐角膜等疾病有用，因?yàn)榻悄ぱ讜?huì)導(dǎo)致相當(dāng)大的視力問(wèn)題?！?/span>

與該植入物的其他研發(fā)工作一樣，為進(jìn)一步臨床試驗(yàn)做準(zhǔn)備的轉(zhuǎn)化研究，將由Sree Padmavathi Venkateswara基金提供支持。該團(tuán)隊(duì)希望這項(xiàng)技術(shù)，將有助于在該國(guó)更復(fù)合國(guó)情和更便宜的角膜移植手術(shù)。

△Pandorum Technologies的3D打印角膜基質(zhì)透鏡

3D打印技術(shù)已用于恢復(fù)視力

再往前追溯，總部位于班加羅爾的Pandorum Technologies公司，于2019年對(duì)角膜組織進(jìn)行了3D生物打印，那是為了使眼睛的傷口無(wú)痕愈合。當(dāng)時(shí)，該公司的3D打印角膜基質(zhì)透鏡，被視為治療那些因角膜疾病，而導(dǎo)致視力喪失的潛在方式，而不必依賴人類捐贈(zèng)者。

在更實(shí)際的應(yīng)用中，以色列Shaare Zedek醫(yī)療中心（SZMC）的外科醫(yī)生，今年早些時(shí)候成功地進(jìn)行了世界上，最薄的人工角膜移植。由EyeYon公司開(kāi)發(fā)的這種50微米厚的植入物，被用來(lái)恢復(fù)一名當(dāng)?shù)鼗颊叩囊暳?，大大縮短了他等待手術(shù)的時(shí)間。