全球首例!3D打印人类眼角膜问世

日前,纽卡斯尔大学的研究人员在《实验眼科研究》(Experimental Eye research)上发文称,他们打印出了世界上首个人工角膜,且整个打印过程不足10分钟,

 

眼角膜作为人眼最外层,角膜在聚焦视觉中具有重要作用,在全球范围内,有数千万人因为角膜相关的疾病而出现视力衰弱,甚至失明。根据世界卫生组织此前发布的《视力残疾全球数据报告》显示:我国共有盲人800多万人。其中,角膜疾病是最重要的致盲眼病之一,同时,在全球,角膜盲患者约有6000万名,我国则约有400多万名,并且还在以每年10万人的新增患者速度在上升,而角膜移植作为最有效的治疗方式,却面临着非常短缺的窘况,单就我国为例,每年全国捐献角膜不足5000例,远远无法满足需要。不过,最近的一项研究成果或将改变这种现状。

 

日前,纽卡斯尔大学的研究人员在《实验眼科研究》(Experimental Eye research)上发文称,他们将健康人士捐赠的眼角膜干细胞(眼角膜基质细胞)与藻酸盐、胶原蛋白混合,制造出一种能用于3D打印的“生物墨水”,随后使用一台3D打印机,将生物墨水成功挤压成同心圆,打印出了世界上首个人工角膜,且整个打印过程不足10分钟,而且研究表明干细胞可以继续发育,同时,研究团队还表明,他们可以通过扫描病人的眼睛获得数据,快速打印出大小和形状合适的眼角膜,以符合患者的独特要求。

 

纽卡斯尔大学在官方新闻稿中称,这意味着这项全新的技术在未来可以确保无限量的角膜供应。

 

该研究负责人、纽卡斯尔大学细胞工程学教授Che Connon介绍道:“为了让3D打印的角膜成为可能,世界各地的许多研究小组多年来一直在寻找理想的‘生物墨水’,我们此次使用的原材料是独特的凝胶,即海藻酸盐和胶原蛋白的混合物,该材料既能使干细胞存活并保持活力,同时该材料够坚硬可保持其形状,又足够柔软可以从3D打印机的喷嘴挤出。”

 

“这一成果是建立在之前所做的大量工作的基础上,我们在正常的室温下用类似的水凝胶让细胞存活了数周,现在使用含有干细胞的生物墨水,这就可以允许用户直接打印细胞,而不必担心细胞的单独生长。”Che Connon表示。

 

不过,Che Connon也指出:”该3D打印出来的眼角膜还需接受进一步测试,用于实际移植可能还需几年时间,但我们已经证明,使用从人眼获得的材料来打印眼角膜完全可行,未来有望解决全世界角膜捐赠短缺的难题。“

 

事实上,除了3D打印眼角膜取得了重大突破,我国首个人工角膜已早在三年前开始投产。

 

2015年4月底,”艾欣瞳“获得原国家食品药品监督管理总局颁发的医疗器械注册证书,这是我国科学家自主研发并拥有完整自主知识产权的生物工程角膜(脱细胞角膜基质),这也是我国乃至全球的首个生物工程人工角膜。

 

”艾欣瞳“是由中国再生医学国际有限公司与第四军医大学组织工程研发中心联合研发,历时十年,由异种角膜经过特殊工艺处理,去除了角膜中的细胞、杂蛋白、多糖等抗原,保留了天然角膜基质胶原蛋白结构,生物相容性好,生物安全性高,能与周围组织快速整合,并随着自身细胞的迁入改建,移植角膜逐渐透明,患者视力逐渐恢复。

 

根据之前的临床试验结果表明:”艾欣瞳“总有效率达到94.44%,愈后效果接近人捐献角膜,武汉协和医院参加生物工程角膜移植临床试验的47名患者,全部取得了理想的治疗效果。术后随访复查显示,生物工程角膜清晰透明,与原来正常角膜结构高度融合,使用安全有效。

 

另悉,”艾欣瞳“第二代产品已经在研发中,与第一代产品不同的是,第二代产品含有活性的内皮细胞层,最快或将于2021年上市。