最近在一篇发表在《华尔街日报》生物打印,研究人员讨论了进步3 d生物打印,可以应用于眼角膜的创建。
研究:打印我的角膜,我们还是在这里吗?。图片来源:diluck / Shutterstock.com
背景
角膜,眼睛最透明和保护组织,和折射光传送到视网膜上,导致视网膜出现光明。角膜基质,最厚的透明层,由紧密,纤维胶原蛋白片晶和维护适当的视力至关重要。因此,角膜盲,第三个全球失明最常见的原因,结果受伤或疾病损害角膜缘或基质。角膜炎和角膜是最常见的疾病,都与角膜盲和需要紧急角膜移植。角膜移植被认为是黄金标准治疗角膜疾病的大多数,尽管高手术移植排斥的成本和风险。
用于治疗严重的晚期眼表面问题,keratoprosthesis (KPro),其中一个受伤角膜被删除,取而代之的是一种合成人工角膜,已被广泛用作替代角膜移植。加法制造一个跨学科的区域被称为3 d生物打印关注创造生活组织通过适当的bioink表面。不同的使用生物制造技术制造角膜结构随着时间的推移。为此,各种3 d生物打印技术进行了调查,包括inkjet-based pressure-assisted或extrusion-based,激光辅助,声学和magnetic-based,有限元(SLA)的方法。
关于这项研究
在这项研究中,作者讨论了生物制造技术的能力来控制分层装配的三维(3 d)生物结构组织构建各种生物医学和治疗的应用。
团队回顾了3 d生物打印创建角膜的替代品。3 d生物打印方式逐层沉积的非细胞或cell-laden bioink的精确模式与组织/器官的organotypic形态。随着这项技术,新型生物制造技术研究制造的角膜组织雇佣bioinks光学和力学特性类似于真正的角膜组织。在本文中,作者强调了当前的发展和前景提供创建角膜组织的替代品,可用于角膜再生,重建和修复在诊所。
研究者讨论了建立人工角膜代替眼部修复和角膜组织再生。他们强调了最近的生物打印/生物制造技术的进步。
观察
在严重的病理情况下,有多种选择的替代病变角膜,角膜移植术keratoprosthesis。非常有前途的方法创建角膜组织的等价物治疗的治疗导致被发现3 d生物打印,而成为一个至关重要的生物制造策略。鉴于角膜相对基本的多层组织是主要由三个独立的层,生物制造的角膜是仔细调查。是最复杂和困难的组件的角膜基质是各种生物打印技术的目标。
基质生产替代品必须有足够的力学特性约300 kPa,与本地的组织。此外,支架降解的速度必须配合体内周转率基质组织基质的成功重建。另一个重要的考虑因素是biofabricated构造应该不会引起任何显著的炎症反应过程中其体内寿命。
更重要的是,打印的构建必须顺利融合与宿主组织和鼓励re-innervation因为这对基质的营养支持是必要的。另一种策略是研究实现的一些机械、物理和生物基质生物制造的要求。结合不同的生物制造过程被用来获得更多成功的结果,因为一个单一的生物制造技术不能用于创建一个多层组织。
从生物的角度来看,水亚博网站下载凝胶由天然聚合物可以被注入到合成微纤维支架。当水凝胶组件鼓励细胞粘附和增殖,刺激了微纤维栅格结构有序的基质胶原沉积,对角膜组织的再生是至关重要的。这种结构也提供了良好的光学和机械性能。
此外,由于角膜基质干细胞(cssc)本质上是同种异体和从尸体捐献眼角膜,他们增加引发的潜在宿主免疫反应和移植排斥反应。液由msc被发现可有效地治疗纤维化和炎症。液也可以轻易地支配用于创建基质类似物,因为它是表明他们支持神经再生。在角膜生物打印方面,包含bioink液的建设可以让相关的角膜类似物可以作为体外模型研究疾病病理生理学和测试新的药物,或临床移植体内。
结论
总之,该研究阐明角膜组织工程的最终目标是创建一个相当于角膜全层三层分化细胞,这将解决供体角膜移植的问题。
作者预期,年底前十年中,将实现临床相关的全层角膜等效由于组织再生和生物打印技术的快速进步使工程师之间通过协调一致的努力,科学家和临床医生。
他们认为全面的临床前和临床评估和监管审查最终将生物打印眼角膜恢复视力的开门数以百计,如果不是数百万人遭受各种眼部表面病因。
源
托马斯·m·B。、Selvam年代。Agrawal, P。,等。打印我角膜——我们吗?。生物打印e00227 (2022)。
https://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/science/article/pii/S2405886622000379
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