脫細胞角膜基質和干細胞墨水,3D打印具生物相容性的人工角膜…

Bio-ink made of decellularised corneal stroma and stem cells, secrets behind the 3D-print biocompatible human cornea.

生物相容性晶格形態的挑戰

      角膜是眼睛的最薄層，覆蓋瞳孔并提供對外部環境的保護。第一層允許光線進入，因此它需要透明，隨著瞳孔的移動而移動，并具有靈活性。眼角膜作為人眼的最外層結構，在視覺的聚焦上有著至關重要的作用，類似于照相機的鏡頭。全球范圍內，有上千萬人因為角膜相關的疾病而出現視力衰弱，甚至失明。

生物相容性

     研究人員說，由于他們所使用的材料是由角膜組織衍生的生物油墨制成，所以它具有生物相容性。此外，3D打印技術模擬了角膜微環境，因此其透明度類似于人類角膜。研究小組利用3D打印中產生的剪應力制作了角膜點陣圖案，并證明了利用角膜基質衍生的脫細胞外基質生物制備的角膜具有生物相容性。

晶格形態

       人類角膜是由膠原纖維組成的格子狀組織。角膜的晶格形態與角膜的透明性直接相關。在3D打印過程中，當打印機中的油墨通過噴頭并通過噴嘴時，就會產生剪應力的摩擦力。該研究小組通過調節剪切應力來控制膠原纖維的形態，成功地制作出具有人角膜晶格結構的透明人工角膜。

商業化漸行漸近

    英國紐卡斯爾大學的研究人員于2018年通過干細胞中提取研發的“生物墨水”-海藻酸鹽和膠原蛋白的混合物，用3D打印技術打印出了世界上首個人工角膜。而一家總部位于北卡羅來納州的再生醫學公司Precise Bio已將生物3D打印人工角膜移植到動物體內，2018年的初步研究結果證明Precise Bio新技術的可行性、安全性和有效性，為未來人體試驗的發展和進步奠定了基礎。除了開發3D打印人工角膜，該公司還同時開發用于眼科適應癥的其他組織和器械，包括視網膜貼片，視力矯正微透鏡等。

     此外，人工角膜在我國已經被用于臨床，2015年，由我國科學家自主研發的脫細胞角膜基質，生物工程角膜“艾欣瞳”獲得國家食品藥品監督管理總局頒發的醫療器械注冊證書，獲得了上市批準。目前全球大約有1500萬患者必須需要通過手術來預防角膜的失明，但全球范圍內供患者移植的角膜嚴重短缺。3D打印技術是否可以給許多角膜相關疾病患者帶來希望？下一步，3D打印的角膜組織是否可以通過藥監局的批準獲得商業化？中國3D打印網將保持持續關注。