康農教授與研究團隊(圖:英國新堡大學)

英國新堡大學(Newcastle University)的科學家使用 3D 列印技術,成功製造出首批 3D 列印角膜。這種人造角膜成本低廉、列印速度快,甚至可按照病人的眼睛素描而度身定做,有望解決角膜捐贈短缺的問題,治療因角膜疾病失明的人士。

角膜嚴重短缺

角膜是人類眼球最前方的透明多層組織,在視覺聚焦上扮演重要的作用。

與角膜相關的疾病,是繼白內障後失明的最大成因。目前,全球約有 1000 萬人正在輪候手術治療砂眼等傳染性眼疾引起的角膜失明。加上燒傷、撕裂傷、擦傷或疾病引起的角膜創傷,導致角膜移植的需求極高。但由於器官捐贈人數有限,目前全球可移植的角膜嚴重短缺。

10 分鐘完成列印

不過,近日發布於《實驗眼科研究》(Experimental Eye Research)期刊的研究指出,科學家成功將健康捐贈者的角膜幹細胞(人類角膜基質細胞)與海藻酸(alginate)和膠原蛋白混合之後,形成一種能用於 3D 印表機的生物墨水(bio-ink)。

科學家成功使用這種生物墨水,加上 3D 生物印表機,製作出人造角膜,整個過程不到 10 分鐘。

負責此研究的新堡大學組織工程教授康農博士(Che Connon)表示:「全球有許多團隊一直尋找理想的生物墨水,以列印角膜。我們獨特的凝膠能讓幹細胞存活同時,產生出夠堅韌又柔軟的材料,讓墨水既可保持形狀,亦可讓 3D 印表機的噴嘴能夠噴出。」

這項技術的另一個特色是人工角膜尺寸完全取自實際的角膜,只要透過掃描病患眼睛獲取數據,就能快速列印出符合患者尺寸和形狀的角膜。

仍無法用於移植

康農教授表示,目前這款 3D 列印角膜仍需進一步的測試,預計數年時間後才能進行移植測試。

康農教授補充:「不過,我們已經證明,利用患者眼睛的數據進行角膜列印是可行的,這種方法有望解決全球角膜短缺的問題。」

 

參考資料:

  1. Newcastle University (May 2018). First 3D-printed human corneas, Science Daily
  2. Abigail Isaacson, Stephen Swioklo, Che J. Connon (May 2018). 3D bioprinting of a corneal stroma equivalent, Experimental Eye Research
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