QUẢNG CÁO

Giác mạc nhân tạo đầu tiên

Các nhà khoa học đã lần đầu tiên công nghệ sinh học một giác mạc của con người bằng kỹ thuật in 3D có thể là một động lực cho việc cấy ghép giác mạc.

Giác mạc là lớp ngoài cùng hình vòm trong suốt của mắt. Giác mạc là thấu kính đầu tiên mà ánh sáng đi qua trước khi chạm vào võng mạc ở phía sau của mắt. Giác mạc đóng vai trò rất quan trọng trong việc tập trung tầm nhìn bằng cách truyền ánh sáng khúc xạ. Nó cũng cung cấp sự bảo vệ cho mắt của chúng ta và bất kỳ thiệt hại hoặc thương tích nào có thể gây ra suy giảm thị lực nghiêm trọng và thậm chí mù lòa. Theo WHO, trên thế giới có khoảng 10 triệu người cần phẫu thuật để ngăn ngừa mù giác mạc do hậu quả của một bệnh như đau mắt hột hoặc một số rối loạn về mắt. Năm triệu người bị mù toàn bộ do giác mạc bị sẹo do bỏng, mài mòn hoặc một số tình trạng khác. Phương pháp điều trị duy nhất cho giác mạc bị tổn thương là nhận được ghép giác mạcTuy nhiên, nhu cầu vượt quá cung trong các ca ghép giác mạc. Ngoài ra, có rất nhiều rủi ro / biến chứng liên quan đến việc cấy ghép giác mạc bao gồm nhiễm trùng mắt, sử dụng chỉ khâu ... Vấn đề quan trọng và nghiêm trọng nhất là đôi khi mô của người hiến (giác mạc) bị từ chối sau khi cấy ghép đã được thực hiện. Đây là một tình huống bấp bênh và mặc dù hiếm nhưng nó xảy ra ở 5 đến 30 phần trăm bệnh nhân.

Giác mạc người được in 3D đầu tiên

Trong một nghiên cứu công bố Nghiên cứu mắt thực nghiệmCác nhà khoa học tại Đại học Newcastle, Vương quốc Anh đã có thời gian sử dụng kỹ thuật in ba chiều (3D) để sản xuất hoặc 'sản xuất' giác mạc cho mắt người và điều này có thể mang lại lợi ích cho việc lấy giác mạc để cấy ghép. Sử dụng công nghệ in sinh học 3D đã được thiết lập tốt, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các tế bào gốc (của giác mạc của con người) từ giác mạc của người hiến tặng khỏe mạnh và họ trộn chúng với alginate và collagen để tạo ra một dung dịch có thể in được. Giải pháp được gọi là mực sinh học này là yêu cầu quan trọng nhất để in bất kỳ thứ gì ở dạng 3D. In sinh học là một phần mở rộng của in 3D truyền thống nhưng được áp dụng cho các vật liệu sống sinh học và đó là lý do tại sao mực sinh học cần được sử dụng để thay thế cho “cấu trúc tế bào sống”. Loại gel độc đáo của họ - bao gồm alginate và collagen - có thể giữ cho các tế bào gốc sống sót và đồng thời tạo ra một vật liệu đủ cứng để giữ nguyên hình dạng nhưng vẫn mềm để có thể ép ra khỏi máy in 3D. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một máy in sinh học 3D đơn giản, rẻ tiền, trong đó mực sinh học mà họ chuẩn bị được tổ chức thành công theo các vòng tròn đồng tâm để tạo thành hình vòm của một giác mạc nhân tạo. 'Hình dạng cong' đặc biệt của giác mạc đã đạt được thành công của nghiên cứu này. Quy trình in này mất chưa đầy 10 phút. Các tế bào gốc sau đó được cho là đang phát triển.

Kể từ khi sự phổ biến của in sinh học 3D tăng lên, các nhà nghiên cứu đã tìm cách tìm ra loại mực sinh học lý tưởng phù hợp nhất để tạo giác mạc một cách khả thi và hiệu quả. Nhóm này tại Đại học Newcastle đã dẫn đầu và đạt được nó. Trước đó, cùng một nhóm các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng họ giữ cho các tế bào sống trong vài tuần ở nhiệt độ phòng trong một loại gel đơn giản gồm alginate và collagen. Với nghiên cứu này, họ đã có thể chuyển giác mạc có thể sử dụng được này với các tế bào còn sống ở mức 83% trong một tuần. Vì vậy, các mô có thể được in ra mà không cần quan tâm đến việc liệu chúng có phát triển hay không (tức là vẫn sống) vì cả hai thứ đều có thể đạt được trong cùng một môi trường.

Tạo giác mạc cụ thể cho bệnh nhân

Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng giác mạc có thể được chế tạo để phù hợp với yêu cầu riêng của từng bệnh nhân. Đầu tiên, mắt của bệnh nhân được quét để tạo ra dữ liệu để khớp 'giác mạc in' với hình dạng và kích thước chính xác cần thiết. Kích thước được lấy từ chính giác mạc thực tế, sau đó giúp cho việc in ấn có độ chính xác cao và khả thi. Công nghệ in 3D đã được thử nghiệm trong sản xuất nhân tạo tim và một số mô khác. Trước đây, các mô phẳng đã được tạo ra nhưng theo các tác giả đây là lần đầu tiên giác mạc 'định hình' được sản xuất. Mặc dù phương pháp này vẫn yêu cầu giác mạc của người hiến tặng khỏe mạnh, nhưng tế bào gốc đã được sử dụng thành công để phát triển thành nhiều tế bào hơn trong giác mạc nhân tạo. Một giác mạc khỏe mạnh sẽ không 'thay thế' một giác mạc bị hỏng nhưng chúng tôi có thể phát triển đủ tế bào từ một giác mạc được hiến tặng để in 50 giác mạc nhân tạo. Đây sẽ là một kịch bản có lợi hơn nhiều so với việc chỉ thực hiện một ca cấy ghép duy nhất.

Tương lai

Nghiên cứu này vẫn đang ở giai đoạn sơ bộ và giác mạc in 3D cần được đánh giá thêm. Các nhà nghiên cứu nói rằng công việc của họ sẽ mất vài năm trước khi một giác mạc nhân tạo như vậy có thể được sử dụng để cấy ghép vì các thử nghiệm trên động vật và con người vẫn đang được tiến hành. Nó cũng cần được kiểm tra xem vật liệu này có hoạt động hay không và cần phải tinh chỉnh rất nhiều. Các nhà nghiên cứu tự tin rằng những giác mạc nhân tạo này sẽ có thể sử dụng thực tế trong vòng 5 năm tới. Sự sẵn có của công nghệ in 3D hiện không phải là vấn đề vì nó trở nên rẻ hơn và in sinh học đang nổi lên và có thể sẽ có các quy trình tiêu chuẩn trong vài năm tới. Trọng tâm hơn hiện đang hướng tới việc sử dụng các tế bào gốc để xây dựng lại hoặc thay thế các mô bị hư hỏng trong khi khía cạnh in ấn của phương pháp này chủ yếu được sắp xếp hợp lý.

Nghiên cứu này là một bước tiến quan trọng hướng tới một giải pháp có thể cung cấp cho chúng ta nguồn cung cấp giác mạc không giới hạn để cấy ghép trên toàn thế giới. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu tại một công ty Ý đang suy nghĩ theo hướng cuối cùng tạo ra 'đôi mắt in 3D' sẽ được cấu tạo theo cách tương tự bằng cách sử dụng mực sinh học tiềm năng bao gồm các tế bào rõ ràng cần thiết để thay thế những tế bào được tìm thấy trong một bộ mắt tự nhiên . Các loại mực sinh học có thể được thay đổi theo nhiều cách kết hợp khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể. Họ đang hướng tới mục tiêu có “đôi mắt nhân tạo” này trên thị trường vào năm 2027. Nghiên cứu đã sản xuất ra dạng giác mạc nhân tạo tiên tiến nhất và nhấn mạnh in sinh học là giải pháp tiềm năng cho tình trạng thiếu hụt nội tạng và mô.

***

{Bạn có thể đọc tài liệu nghiên cứu gốc bằng cách nhấp vào liên kết DOI đưa ra bên dưới trong danh sách (các) nguồn được trích dẫn}

Nguồn

Isaacson A và cộng sự. 2018. In sinh học 3D của tương đương chất nền giác mạc. Nghiên cứu mắt thực nghiệm.
https://doi.org/10.1016/j.exer.2018.05.010

Nhóm SCIEU
Nhóm SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Khoa học Châu Âu® | SCIEU.com | Những tiến bộ đáng kể của khoa học. Tác động đến loài người. Đầu óc đầy cảm hứng.

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

COVID-19: Sử dụng liệu pháp oxy cao áp (HBOT) trong điều trị các trường hợp nghiêm trọng

Đại dịch COVID-19 đã gây ra một tác động kinh tế lớn ...

Homo sapiens lan tới thảo nguyên lạnh giá ở Bắc Âu 45,000 năm trước 

Homo sapiens hay con người hiện đại đã tiến hóa vào khoảng 200,000...
- Quảng cáo -
94,567Người hâm mộNhư
47,691Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi