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重大突破,3D打印眼角膜问世!这项技术能给世界带来什么?

发布:2018-08-14 20:44 来源:PiPaCode在线少儿编程


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科技正在改变世界。


还记得2015年著名歌手姚贝娜去世后捐献了她的眼角膜,而就是这一对眼角膜,先后帮助了、成都、武汉的三位眼疾患者重见光明。


眼角膜是眼睛的一个必要构成要素,决定着人们能不能看到世界的一切美好。保守估计,全世界有1000万人需要通过眼角膜手术防止沙眼造成视力下降,约500万人因为烧伤或者眼疾而完全失明,他们都需要通过移植眼角膜重见光明。然而,全世界都面临着角膜短缺的问题。


▲图片来源:新三板智库


幸好,科学的进步,让我们对此看到了无限的希望。近日英国科学家一项足以轰动全球眼科界的技术,或将让上千万被角膜疾病困扰的患者重获光明。


首个3D打印人工角膜问世

尚无法用于移植


一项发表在《实验眼科研究》上的研究成果表明,来自健康供体角膜的干细胞(人类角膜基质细胞)与海藻盐酸和胶原蛋白混合在一起,能够形成一种可以打印的“生物墨水”溶液。


然后用一台简易操作的3D生物打印机,把生物墨水挤压成人类角膜的形状直接印刷就可以,整个过程不到十分钟。


该研究表还表示,他们可以通过扫描患者眼睛来搭建符合不同患者特点的角膜。另外,科学家们在室温环境中使细胞在类似的水凝胶中存活数周,然后用准备好使用含有干细胞的生物墨水打印角膜组织,而不必担心细胞的生长分别。


纽卡斯尔大学官方新闻稿中称,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。研究人员称,这种3D打印角膜目前尚无法用于移植,但未来有望解决全世界角膜捐赠短缺的难题。


▲纽卡斯尔大学官网截图


这项研究的负责人、纽卡斯尔大学细胞工程学教授切·康农表示:“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’。我们独特的凝胶——海藻酸盐和胶原蛋白的混合物——既能让干细胞存活,同时又能产生一种材料,这种材料足够坚硬,可以保持形状,但又足够柔软,可以从3D打印机的喷嘴中挤出。”


▲切·康农教授(右,图片来源:纽卡斯尔大学官网)


纽卡斯尔大学的官方新闻稿中称,包括来自纽卡斯尔大学遗传医学研究所的第一作者阿比盖尔·萨克森在内的科学家们也证明,他们还可以制造为不同患者量身定做的角膜。这是因为研究团队打印出来的细胞的尺寸最初是从真正的角膜中提取出来的——通过扫描患者的眼睛,他们可以利用这些数据快速打印出与患者眼睛大小和形状匹配的角膜。


“我们的3D打印角膜还需要进行进一步的测试,而且我们还需要几年的时间才能用这些打印的角膜来进行移植。” 切·康农教授补充道。“然而,我们已经证明,通过扫描患者的眼睛来打印角膜是切实可行的,而且这种方法可能可以解决全球范围内的角膜短缺问题。”


角膜严重短缺

全球1500万患者等待治疗


英国快报在报道中称,全球有1500万患者必须需要通过手术来预防角膜的失明,但供移植的角膜量却存在严重的短缺。英国皇家国家盲人研究所(RNIBP)预计,仅在英国就有超过200万患者,即每30个人中就有一人存在不同程度的视力缺陷。


▲英国科学家用“生物墨水”打印出了低成本的人工角膜(图片来源:纽卡斯尔大学官网)


角膜的病症也是炎症、感染或其他眼疾引起的最常见的疾病之一。RNIBP表示示:“角膜的表面非常敏感,其含有许多神经末梢,甚至可以探测到极小的灰尘或绒毛。”


2016年2月发表在美国国家生物技术信息中心(NCBI)上的一份学术研究报告指出,2012年,研究人员在166个国家发现了184576例角膜移植手术,这些被移植的角膜是从储存在742个眼库中的283530个角膜中采购的。


该报告还指出,美国和斯里兰卡出口的可供移植角膜最多。新三板智库的研报指出:


美国以完善立法与细致入微的管理不仅保证本国角膜移植供应,还将剩余角膜远输国外。美国的眼库之所以有余力向国外输出角膜,是因为法律规定交通意外死亡或在公立医院死亡的人,没有家属明确反对情况下其角膜一律捐献,法律使角膜捐献成为习惯。此外,斯里兰卡尽管是发展中国家,却约有二十分之一的人口签下角膜移植同意书,人均捐赠角膜数量领先全球。


NCBI的这份报告总结称,全球每70个角膜患者中,仅仅只有一人可以得到角膜移植,这足以说明全球可供移植角膜数量的严重短缺。所以学者提倡鼓励角膜捐献必须在所有国家继续进行,但发展角膜替代品或补充品的方案也必不可少。


以上种种数据表明,如果3D打印的角膜在未来数年时间内投入实际应用,并为全球提供不限量的可移植角膜,对全球1500万渴望重见光明的患者来说,无疑是天大的福音。


3D打印曾是最火爆的风口,资本大量涌入,不过最近两年热度渐渐消散。究其原因是在3D打印在被热捧后并没有找到适合的应用场景,此次3D打印在角膜上的重大突破给行业带来了积极的信号。


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