Գիտնականներն առաջին անգամ ստեղծել են մարդու եղջերաթաղանթ՝ օգտագործելով 3D տպագրության տեխնիկան, որը կարող է խթան հանդիսանալ եղջերաթաղանթի փոխպատվաստման համար:
Cornea is the թափանցիկ dome-shaped outermost layer of the eye. The cornea is the first lens through which light passes before hitting the retina at the back of the eye. Cornea plays a very important role in focusing vision by transmitting refracting light. It also provides protection to our eye and any damage or injury can cause severe impairment of vision and even blindness. According to WHO, around 10 million people worldwide require surgery to prevent corneal blindness which is caused as a result of a disease like trachoma or some աչք disorder. Five million people suffer from total blindness caused by scarring of the cornea due to burns, abrasion or some other condition. The only treatment for a damaged cornea is to receive a եղջերաթաղանթի փոխպատվաստում, however, demand exceeds supply in corneal transplants. Also, there are many risks/complications associated with corneal transplants including eye infection, use of stitches etc. The most significant and serious problem is that sometimes the donor tissue (of cornea) is rejected after the transplant has been performed. This is a precarious situation and though rare it does happen in 5 to 30 percent of հիվանդները.
Առաջին 3D տպագրված մարդկային եղջերաթաղանթը
Մի ուսումնասիրության հրապարակված Աչքի փորձարարական հետազոտությունՄեծ Բրիտանիայի Նյուքասլի համալսարանի գիտնականները ժամանակին օգտագործել են եռաչափ (3D) տպագրության տեխնիկան՝ մարդու աչքի համար եղջերաթաղանթ արտադրելու կամ «արտադրելու» համար, ինչը կարող է նպաստել եղջերաթաղանթի փոխպատվաստման համար: Օգտագործելով 3D կենսատպման տեխնոլոգիան՝ հետազոտողները օգտագործել են ցողունային բջիջներ (ի մարդու եղջերաթաղանթ) առողջ դոնորային եղջերաթաղանթից և դրանք խառնել են ալգինատի և կոլագենի հետ՝ ստեղծելով լուծույթ, որը կարելի է տպել: Այս լուծումը, որը կոչվում է bio-ink, ամենակարևոր պահանջն է 3D ձևով տպելու համար: Bioprinting-ը ավանդական 3D տպագրության ընդլայնումն է, բայց կիրառվում է կենսաբանական կենդանի նյութերի վրա, և այդ պատճառով դրա փոխարեն անհրաժեշտ է օգտագործել կենսաթանաքը, որը բաղկացած է «կենդանի բջիջների կառուցվածքներից»: Նրանց եզակի գելը, որը բաղկացած է ալգինատից և կոլագենից, կարող է կենդանի պահել ցողունային բջիջները և միևնույն ժամանակ արտադրել նյութ, որը բավականաչափ ամուր է ձևի մեջ մնալու համար, բայց դեռ փափուկ է, որպեսզի կարողանա քամել 3D տպիչից: Հետազոտողները օգտագործել են պարզ, էժան 3D բիո-տպիչ, որի մեջ իրենց պատրաստած բիո-թանաքը հաջողությամբ կազմակերպվել է համակենտրոն շրջանակների մեջ՝ ձևավորելու գմբեթի ձևը: արհեստական եղջերաթաղանթ. Ձեռք է բերվել եղջերաթաղանթի տարբերակիչ «կոր ձևը», որն այս ուսումնասիրությունը հաջող է դարձնում: Այս տպագրության գործընթացը տևեց 10 րոպեից պակաս: Այնուհետև նկատվեց, որ ցողունային բջիջները աճում են:
Ever since the popularity of 3D bioprinting has risen, researchers have been looking to find the best suited ideal bio-ink for feasibly and efficiently making corneas. This group at Newcastle University has taken the lead and achieved it. The same group of researchers have earlier shown that they kept cells alive for several weeks at room temperature within a simple gel of alginate and collagen. With this study they have been able to transfer this usable cornea with cells remaining viable at 83 percent for one week. So, tissues could be printed without the concern whether they will grow or not (i.e. stay alive) since both the things are achievable in the same medium.
Հիվանդին հատուկ եղջերաթաղանթի պատրաստում
Հետազոտողները նաև այս հետազոտության ընթացքում ցույց են տվել, որ եղջերաթաղանթը կարող է կառուցվել յուրաքանչյուր հիվանդի յուրահատուկ պահանջներին համապատասխան: Նախ, հիվանդի աչքը սկանավորվում է, որը տվյալներ է ստեղծում՝ «տպված եղջերաթաղանթը» պահանջվող ճշգրիտ ձևին և չափին համապատասխանելու համար: Չափերը վերցված են բուն եղջերաթաղանթից, որն այնուհետև տպագրությունը դարձնում է շատ ճշգրիտ և իրագործելի: 3D տպագրության տեխնոլոգիան փորձարկվել է արտադրության մեջ արհեստական սիրտը և որոշ այլ հյուսվածքներ: Նախկինում ստեղծվել են հարթ հյուսվածքներ, սակայն հեղինակների կարծիքով սա առաջին անգամն է, որ «ձևավորված» եղջերաթաղանթներ են արտադրվում: Թեև այս մեթոդը դեռևս պահանջում է առողջ դոնորային եղջերաթաղանթ, ցողունային բջիջները հաջողությամբ օգտագործվում են արհեստական եղջերաթաղանթի ավելի շատ բջիջների աճի համար: Մեկ առողջ եղջերաթաղանթը պարզապես չի «փոխարինի» վնասվածին, բայց մենք կարող ենք մեկ նվիրաբերված եղջերաթաղանթից այնքան բջիջներ աճեցնել՝ 50 արհեստական եղջերաթաղանթ տպելու համար: Սա շատ ավելի շահավետ սցենար կլինի, քան միայն մեկ փոխպատվաստում անելը:
Ապագա
Այս ուսումնասիրությունը դեռ նախնական փուլում է, և 3D տպագրված եղջերաթաղանթները պետք է հետագա գնահատման ենթարկվեն: Հետազոտողները նշում են, որ իրենց աշխատանքը կպահանջի մի քանի տարի, մինչև նման արհեստական եղջերաթաղանթը հնարավոր լինի օգտագործել փոխպատվաստման համար, քանի որ կենդանիների և մարդկանց փորձարկումները դեռ պետք է իրականացվեն։ Այն նաև պետք է ստուգվի՝ արդյոք այս նյութը ֆունկցիոնալ է, և արդյոք անհրաժեշտ է շատ ճշգրտումներ: Հետազոտողները վստահ են, որ այս արհեստական եղջերաթաղանթները գործնական օգտագործման համար հասանելի կլինեն առաջիկա 5 տարվա ընթացքում: 3D տպագրության տեխնոլոգիայի հասանելիությունն այժմ խնդիր չէ, քանի որ այն դարձել է էժան, և բիոտպագրությունը լավ է առաջանում, և մի քանի տարի անց կարող են հասանելի լինել ստանդարտ ընթացակարգեր: Այժմ ավելի շատ ուշադրություն է դարձվում ցողունային բջիջների օգտագործմանը՝ վնասված հյուսվածքները վերականգնելու կամ փոխարինելու համար, մինչդեռ մեթոդի տպագրական ասպեկտը հիմնականում պարզեցված է:
Այս ուսումնասիրությունը նշանակալի քայլ է դեպի լուծում, որը կարող է մեզ ապահովել փոխպատվաստման համար եղջերաթաղանթի անսահմանափակ պաշար ամբողջ աշխարհում: Բացի այդ, իտալական ընկերության հետազոտողները մտածում են ի վերջո ստեղծելու «3D տպագրված աչքերը», որոնք կկառուցվեն նույն ձևով՝ օգտագործելով պոտենցիալ բիո-թանաքը, որը ներառում է ակնհայտ բջիջները, որոնք անհրաժեշտ են բնական աչքերում հայտնաբերվածներին փոխարինելու համար: . Կենսաթանաքները կարող են տարբեր լինել տարբեր համակցություններով՝ կախված կոնկրետ պահանջներից: Նրանք մտադիր են այս «արհեստական աչքերը» ունենալ շուկայում մինչև 2027 թվականը: Հետազոտությունը արտադրել է արհեստական եղջերաթաղանթի ամենաառաջադեմ ձևը և ընդգծել բիոտպագրությունը որպես օրգանների և հյուսվածքների պակասի հնարավոր լուծում:
***
{Դուք կարող եք կարդալ հետազոտական հոդվածի բնօրինակը` սեղմելով ներքևում նշված DOI հղումը` մեջբերված աղբյուրների ցանկում:}
Աղբյուրը (ներ)
Isaacson A et al. 2018. եղջերաթաղանթի ստրոմայի համարժեքի 3D կենսատպագրություն. Աչքի փորձարարական հետազոտություն.
https://doi.org/10.1016/j.exer.2018.05.010
