Ежегодно более 1,5 миллиона человек теряют зрение из-за травм и заболеваний, связанных с повреждением роговицы. Несмотря на то, что таких пациентов можно вылечить с помощью кератопластики - пересадки роговицы, около 12,7 миллионов из них все еще ждут лечения, поскольку доноров роговичной ткани катастрофически не хватает.
Image credits: Kalea Jerielle/Unsplash
Новая технология способна решить эту проблему. Группа исследователей из Хайдарабада, Индия, разработала 3D-печатную роговицу. Используя роговичную ткань одного донора, уникальная методика позволяет создать целых три роговицы. Это соответственно втрое увеличивает число пациентов, которым может быть проведена одновременная трансплантация.
Это не первый опыт, когда исследователи рассматривают способы 3D-печати роговицы. В 2018 году ученые из Университета Ньюкасла в Великобритании заявили, что разработали первую в мире 3D-печатную роговицу. В апреле текущего года офтальмолог из Иерусалима также сообщил о пересадке самой тонкой 3D-печатной роговицы пациенту с ослабленным зрением.
Над подобными проектами работают и другие команды в разных уголках мира, но, по словам индийских исследователей, их 3D-печатная версия выгодно отличается тем, что она сделана из 100% натуральных "био-чернил". Об этом исследователи рассказали в интервью газете Times of India:
"Биочернила" (сырье) для 3D-печати были получены из донорской роговичной ткани человека.
"В настоящее время во всем мире активно ведутся исследования по созданию заменителей роговицы, но они изготавливаются либо на основе продуктов животного происхождения, либо на синтетической основе. Например, биоматериалы на из бычьего коллагена или коллагена свиней не подходят для Индии и целого ряда развивающихся стран из-за проблем, связанных с социальной и религиозной приемлемостью".
3D-печатная роговица полностью свободна от искусственных соединений и продуктов животного происхождения. Она способна преодолеть текущий кризис спроса на роговицу, существующий во многих регионах мира.
Недавно ученые уже провели успешную операцию по пересадке роговицы кролику с использованием 3D-печати и теперь планируют адаптировать технологию к использованию на людях (медицинские технологии, связанные с глазами, обычно сначала тестируются на глазах кроликов, поскольку они во многом схожи с анатомическими особенностями человеческого глаза).
Скрытый потенциал 3D-печатной роговицы
Роговица разработана исследователями из Индийского технологического института (IIT, Хайдарабад), LV Prasad Eye Institute (LVPEI) и Центра клеточной и молекулярной биологии (CCMB). Для 3D-печати используется биочернила, (известные в научных кругах как биомиметический гидрогель), состоящие из стволовых клеток человеческого глаза и тканей роговицы. Помимо использования для 3D-печати роговицы, такие биочернила могут способствовать заживлению роговичной ткани.
В большинстве случаев роговица способна к естественному самовосстановлению. Однако, если травмы случаются периодически или за глазами не осуществляется надлежащий уход, даже незначительное повреждение может вызвать серьезные проблемы. В крайних случаях ущерб может оказаться непоправимым. Это, в частности, относится к военнослужащим или людям, не имеющим доступа к медицинскому обслуживанию.
Image credits: Edi Libedinsky/Unsplash
"Био-чернила, используемые в 3D-печатной роговице, могут спасти зрение военнослужащим прямо на месте получения травмы. Они способны запечатать перфорацию роговицы и предотвратить попадание инфекции во время военных действий или в отдаленных районах, где госпитали не располагают и офтальмологическими службами", - сообщила команда LVPEI газете Times of India.
По мнению разработчиков, новая роговица может быть напечатана на заказ в соответствии с потребностями различных пациентов. Более того, они могут печатать роговицы диаметром от 3 мм до 13 мм. Такие патологии, как рубцы, отёки (буллезная кератопатия) и истончение роговицы (кератоконус), можно успешно лечить с помощью трансплантации 3D-печатной роговицы.
Однако до того, как такая технология станет доступной для массового потребителя, должно пройти еще немало времени. Сегодня исследователи занимаются оптимизацией технологии, чтобы сделать ее лучше и безопаснее для человека, а затем начнутся клинические испытания. Надеемся, что через пару лет 3D-печатная роговица будет доступна для избавления людей от слепоты, обусловленной проблемами с роговицей.
Источники: Journal Zmescience, Journal Times of India, Site India.com
1. (https://www.india.com/technology/3d-printed-human-cornea-in-hyderabad-developed-first-time-in-india-5572148/)
2. (https://www.zmescience.com/medicine/3d-printed-cornea-innovation-can-become-a-beacon-of-hope-for-millions-with-eye-problems/)
3. (https://timesofindia.indiatimes.com/city/hyderabad/hyderabad-scientists-develop-indias-first-3d-printed-cornea/articleshow/93560273.cms)
