Профессор Донг-Ву Чо из отдела машиностроения, профессор Джина Джанг из отдела творческой конвергенции ИТ-технологий и г-жа. Хёнджи Ким из POSTECH в сотрудничестве с профессором Хон Кюн Кимом из офтальмологии медицинского факультета Национального университета Кёнпук напечатала на 3D-принтере искусственную роговицу, используя биочерку, которая состоит из децеллюляризованной стромы роговицы и стволовых клеток.
Поскольку эта роговица сделана из биочернилы, полученной из ткани роговицы, она биосовместима, а технология 3D-печати клеток воспроизводит микросреду роговицы, поэтому ее прозрачность аналогична роговице человека. Это исследование недавно опубликовано на сайте Biofabrication.
Роговица – это тонкий внешний слой, который покрывает зрачок и защищает глаз от внешней среды.
Это первый слой, пропускающий свет, поэтому он должен быть прозрачным, двигаться вместе с зрачком и иметь гибкость. Однако разработка искусственной роговицы с использованием синтетических биосовместимых материалов была ограничена из-за различных свойств роговицы. Кроме того, хотя многие исследователи пытались повторить микросреду роговицы как прозрачную, материалы, используемые в существующих исследованиях, имеют ограниченную микроструктуру для проникновения света.
Человеческая роговица устроена в виде решетки из коллагеновых фибрилл. Структура решетки роговицы напрямую связана с прозрачностью роговицы, и многие исследователи пытались воспроизвести человеческую роговицу. Однако было ограничение в применении к трансплантации роговицы из-за использования цитотоксических веществ в организме, их недостаточных свойств роговицы, включая низкую прозрачность, и т. Д. Чтобы решить эту проблему, группа исследователей использовала напряжение сдвига, генерируемое при 3D-печати, для создания рисунка решетки роговицы и продемонстрировала, что роговица с использованием биочувствительного элемента децеллюляризованного внеклеточного матрикса, полученного из стромы роговицы, является биосовместимой.
В процессе 3D-печати, когда чернила в принтере выходят через сопло и проходят через сопло, возникает сила трения, которая затем создает напряжение сдвига. Исследовательская группа успешно произвела прозрачную искусственную роговицу с решетчатой структурой роговицы человека, регулируя напряжение сдвига для контроля структуры коллагеновых фибрилл.
Исследовательская группа также заметила, что коллагеновые фибриллы, ремоделированные вместе с траекторией печати, создают решетчатый узор, похожий на структуру нативной роговицы человека через 4 недели in vivo.
Профессор Джина Джанг с воодушевлением сказала: «Предлагаемая стратегия может соответствовать критериям прозрачности и безопасности искусственно созданной стромы роговицы. Мы верим, что это даст надежду многим пациентам, страдающим заболеваниями роговицы."