土耳其研究人員3D打印人工角膜以用來移植

魔猴君  行業資訊   1754天前

土耳其馬爾馬拉大學的一組研究人員3D打印了適合移植的人造角膜。在鋁制模具的幫助下，使用FFF 3D打印機來制作具有真實物體的輕彎曲特性的PVA-殼聚糖角膜結構。初步的生物穩定性研究表明，復合結構與人類干細胞相容，促使它們分化為基質細胞。研究結果表明，快速和定制的角膜構建體具有巨大的臨床應用潛力。

3D打印角膜的SEM成像。圖片來自馬爾馬拉大學。

角膜基質移植

角膜是眼睛的外部保護層。它是透明的橢圓形結構，位于虹膜的前面，可以動態彎曲光線以將其聚焦在視網膜上。因此，無論我們要看的物體有多遠，我們的視野都是清晰的（至少應該是清晰的）。但是，在發生角膜外傷或感染的情況下，可能會發生角膜失明，從而使角膜本身損害患者的視力。

在全球范圍內，有超過一千萬的人受到這種疾病的影響，并且人體無法自行修復角膜內皮細胞。因此，唯一真正的治療方法是完整的角膜移植，以健康的替代。這帶來了感染，免疫排斥的風險，當然還帶有首先要有健康供體的假體。

3D打印角膜基質

為了找到一種可持續的替代角膜捐贈的方法，研究小組首先將脫乙酰殼多糖和PVA結合在一起，形成了一種生物相容的，彈性的，可滲透氧氣的復合材料。然后，研究人員在SolidWorks中起草了一個鋁模，并在進行任何3D打印之前對其進行了加工。僅使用FFF技術進行3D打印并不能滿足他們所需的尺寸精度，因此可以使用模具來完善角膜形狀。然后，在混合物中使用不同比例的殼聚糖，制備了一組樣品角膜構建體。

角膜印刷過程。圖片來自馬爾馬拉大學。

對0.4mm厚的構建體進行掃描電子顯微鏡和紫外分光光度法測定其光學性質，并與人類干細胞進行進一步的生物相容性測試，確定其臨床可行性。結果表明，PVA角膜具有正確的尺寸和形狀以實現精確的光折射，并且發現光透射率值隨殼聚糖含量的增加而降低。拉伸強度也隨著殼聚糖含量的降低而降低，但是這些構造都可以舒適地支撐典型的眼內壓。

然而，這項研究的真正潛力來自生物相容性測試，因為即使經過30天的降解，印刷結構仍能與干細胞相容。通過適當的培養，干細胞可以分化成可用的基質層，支持人體在移植后的自然愈合過程。研究小組得出結論，他們的工作隨著進一步的發展，可以導致一種更安全，可持續的角膜盲治療方法。

七天后，對分化的干細胞進行SEM成像。圖片來自馬爾馬拉大學。

魔猴網點評：近年來，醫療器械和植入物的3D打印飛速發展，盡管FFF很少使用。化工公司贏創正在尋求改變，因為它最近在其3D打印材料組合中推出了新的Vestakeep i4 3DF植入級PEEK燈絲。新的長絲符合ASTM F2026標準，將用于生產外科植入物。

在我國，研究人員通過3D打印個性化的子宮頸組織植入物來抵抗人類乳頭瘤病毒（HPV）。該研究小組用抗HPV蛋白質為錐形聚氨酯植入物的多孔結構填充了蛋白質，并能夠控制蛋白質的釋放以抑制病毒的生長。

來源：中國3D打印網