UOW研究团队参与的3D打印人工角膜获得早期突破性进展! 有望开创历史
随着我们使用手机和电脑的日益频繁，以及人口老龄化，导致视力损伤的情况越来越普遍。根据有关的医学期刊研究表示，现时全球的失明人数约为4,330多万，到2050年则会增加至6,100万。
解决失明的唯一方法就是通过眼角膜移植。光澳大利亚每年需进行约2000例角膜移植手术，以治疗导致角膜混浊、失去透明度或形状改变从而导致失明的眼部疾病。但是这就涉及到器官捐赠的问题，而且患者等待的时间充满着不确定性。在2022年，据一些全球组织统计，约有 1270 万人等待移植，但在澳大利亚的捐赠者则不足1500 人，而在发展中国家，捐赠者则更少。让更多人能重见光明的困局如何破? 这就引发了医学领域对更具创新性方法的迫切需求。
人工眼角膜一直均有研究，并且已有相关成功的移植案例。但是目前来说，人工眼角膜价格昂贵，不是多数大众能负担得起。如何有更具成本效益，使人工眼角膜变得更为大众所接受?
最近，伍伦贡大学UOW 的研究人员参与合作的研究项目，在开发 3D 打印生物工程角膜的技术方面取得了早期突破性进展，将实现第一款适合器官移植的3D打印生物工程角膜成为可能。
由UOW特聘教授Prof Gordon Wallace 领导的UOW团队在医学研究未来基金 (MRFF) Frontiers 第一阶段的支持下，已经制作出了一个原型，其结构强度是之前类似尝试所无法比拟的。主要的突破是将基质(结构的强度成分)与排列整齐的胶原纤维和活细胞组装在一起。
生物工程角膜的潜在优势之一是它可以降低传统移植手术中常见的排斥和感染风险。免疫抑制药物可用于降低发生这种情况的风险，但并不总是成功。
然而，生物工程角膜可以通过去除或修改某些触发免疫反应的细胞表面标志物来降低免疫原性。通过减少对异物组织的识别，可以将排斥的可能性降到最低。
该人工角膜是利用3D 生物打印技术，不是传统制造方式逐层构建而是使用数字文件作为蓝图。这种方法的目的是使得最终成商业使用的技术成为可能，以生产更多生物工程角膜。
Prof Wallace介绍说” 角膜的构建始于溶液中的胶原蛋白分子。然后，我们施加电场，使这些分子组装成排列整齐的胶原纤维，以复制我们在基质中自然发现的复杂结构。“
“这个过程引入了活细胞，所以这就意味着需要材料来容纳和保护这些细胞，以确保它们生存和发育。
“我们与新南威尔士州器官和组织捐赠服务中心密切合作，我们估计生物工程过程将使我们能够从一个捐赠的角膜中生成至少 30 个生物工程角膜。”
角膜的平均宽度只有衬衫纽扣那么宽，薄如一张纸，但却产生了眼睛一半以上的聚焦能力。 它是通过其精确的折射形状以及在其三个主要层中执行的一系列过程来实现这一点。
Prof Wallace表示“基质始终是确保其保持角膜精致形状以实现清晰视力的主要挑战之一，我们还需要确保它能够承受移植过程中的缝合过程。“ ，然而，其他研究人员的类似项目也因这个问题而失败。
要解决这个问题，根源还是胶原蛋白。而其中有多种来源，包括牛胶原蛋白和海洋胶原蛋白。还有由新南威尔士州器官组织捐赠服务处采购的器官组织产生的人类胶原蛋白，该团队将在该项目的下一阶段使用这些胶原蛋白，以评估哪种胶原蛋白的承受能力更好
Dr Zhi Chen(音译)之前是Prof Wallace培养的一位博士生。这位年轻科学家来自中国，并在国内获得了临床医学学士学位，他的计划是成为一名医生。 然而，随着时间的推移，他对生物工程研究产生了兴趣。
Dr Chen的论文题目《用于角膜生物工程的电压胶原蛋白》为该项目的制造方法奠定了基础。他表示:”我的职责是优化制造工艺，以提高产品的物理性能，例如透明度和机械韧性。“我的梦想是开发一种可以减轻疾病痛苦的设备或材料“
上述有关的研究涉及到生物工程和材料科学等多个学科。其中UOW在材料科学和生物工程等专业享有国际声誉，例如在人工耳蜗的研究就走在世界前列。想了解有关专业的信息，可与我们咨询更多。
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