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新しい 3D プリントのバイオインク角膜はドナー不足を解消できる可能性 – 10 分の製造を達成

世界保健機関によると、世界中で 1,000 万人を超える人がトラコーマによる角膜失明を防ぐために手術を必要とし、約 500 万人が角膜瘢痕による完全な失明を抱えて暮らしています。

ドナー角膜のプールはそれほど多くないにもかかわらず、需要が供給をはるかに上回っているため、研究者は人工角膜代替品の開発を促しています。ニューカッスル大学の科学者たちは、いつかこのギャップを緩和できる可能性のある高速 3-D プリンティング方法を実証しました。

角膜(目の最も外側の屈折層)は、目の焦点を合わせる力の約 80% に寄与します。したがって、機能的な代替品を設計するには、この光学機能を再現するための正確な曲率が必要です。

作り方

研究者らは、健康なドナーから採取したヒト角膜間質細胞をアルギン酸ナトリウムおよびメタクリル化I型コラーゲンと混合して「バイオインク」を作成しました。このゲルは細胞に優しく、機械的にも押し出し印刷に適しています。

手頃な価格の 3D バイオプリンターを使用して、バイオインクを同心円状のリングに堆積させ、角膜の形をした構造物を構築しました。プロセス全体はわずか 10 分で完了しました。

バイオインク

コラーゲンとアルギン酸の混合物は、埋め込まれた細胞を室温で生存可能な状態に保ちながら、形状を維持するのに十分な構造的完全性を提供します。粘度は、細胞の生存を損なうことなく材料を押し出すことができるように調整されています。

新しい 3D プリントのバイオインク角膜はドナー不足を解消できる可能性 – 10 分の製造を達成

バイオインクを使用すると、角膜をスキャンし、その寸法をプリンター用の G コードに変換することで、組織の形状を患者の目に合わせてカスタマイズできます。これにより、複雑な解剖学的特徴を正確に複製することができます。

最終的な構造は生理学的環境でリモデリングを受け、適切な構造的、機能的、生体力学的成熟を促進します。

参照:ScienceDirect |ニューカッスル大学

印刷の忠実度は周辺と中心の厚さを測定することで評価され、カプセル化された角膜実質細胞の細胞生存率は印刷後 1 日目と 7 日目にモニタリングされました。

次は何ですか?

新しい 3D プリントのバイオインク角膜はドナー不足を解消できる可能性 – 10 分の製造を達成

この人工角膜はまだ臨床使用の準備ができていませんが、研究者らは長期的な安全性、間質細胞の表現型、生体適合性、上皮細胞の成長のサポートを評価するために、広範な in vitro および in vivo 研究を計画しています。

結論:臨床医が自信を持ってドナー角膜を 3D プリントによる代替品に交換できるようになるまでには、数年かかる可能性があります。

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