Ang mga siyentipiko ay sa kauna-unahang pagkakataon na bioengineered ang isang cornea ng tao gamit ang 3D printing technique na maaaring maging boost para sa corneal transplants.
Ang kornea ay ang malinaw hugis simboryo ang pinakalabas na layer ng mata. Ang kornea ay ang unang lens na dinaraanan ng liwanag bago tumama sa retina sa likod ng mata. Ang kornea ay gumaganap ng isang napakahalagang papel sa pagtutok ng paningin sa pamamagitan ng pagpapadala ng refracting light. Nagbibigay din ito ng proteksyon sa ating mata at anumang pinsala o pinsala ay maaaring magdulot ng matinding pagkasira ng paningin at maging ng pagkabulag. Ayon sa WHO, humigit-kumulang 10 milyong tao sa buong mundo ang nangangailangan ng operasyon upang maiwasan ang pagkabulag ng corneal na sanhi bilang resulta ng isang sakit tulad ng trachoma o ilang mata kaguluhan. Limang milyong tao ang dumaranas ng kabuuang pagkabulag na dulot ng pagkakapilat ng kornea dahil sa paso, abrasion o iba pang kondisyon. Ang tanging paggamot para sa isang nasirang kornea ay upang makatanggap ng a paglipat ng kornea, gayunpaman, ang demand ay lumampas sa supply sa corneal transplants. Gayundin, maraming mga panganib/komplikasyon na nauugnay sa mga transplant ng corneal kabilang ang impeksyon sa mata, paggamit ng mga tahi atbp. Ang pinakamahalaga at malubhang problema ay kung minsan ang donor tissue (ng cornea) ay tinatanggihan pagkatapos maisagawa ang transplant. Ito ay isang tiyak na sitwasyon at bagaman bihira ito ay nangyayari sa 5 hanggang 30 porsiyento ng mga pasyente.
Unang 3D na naka-print na kornea ng tao
Sa isang pag-aaral na inilathala sa Experimental Eye Research, ginamit ng mga siyentipiko sa Newcastle University, UK ang three-dimensional (3D) printing technique para makagawa o 'gumawa' ng kornea para sa mata ng tao at ito ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa pagkuha ng mga cornea para sa transplant. Gamit ang mahusay na itinatag na 3D bioprinting na teknolohiya, ginamit ng mga mananaliksik ang mga stem cell (ng kornea ng tao) mula sa isang malusog na donor cornea at hinaluan nila ito ng alginate at collagen upang makalikha ng solusyon na maaaring mai-print. Ang solusyong ito na tinatawag na bio-ink ay ang pinakamahalagang kinakailangan para sa pag-print ng kahit ano sa 3D. Ang bioprinting ay isang extension ng tradisyunal na 3D printing ngunit inilapat sa mga biological na living material at iyon ang dahilan kung bakit kailangang gumamit ng bio-ink sa halip na binubuo ng "mga buhay na istruktura ng cell". Ang kanilang kakaibang gel – na binubuo ng alginate at collagen- ay nagagawang panatilihing buhay ang mga stem cell at kasabay nito ay gumagawa ng materyal na sapat na matatag upang manatili sa hugis ngunit malambot pa rin upang maipit sa isang 3D printer. Gumamit ang mga mananaliksik ng simple at murang 3D bio-printer kung saan matagumpay na naayos ang bio-ink na kanilang inihanda sa mga concentric na bilog upang mabuo ang hugis-simboryo ng isang artipisyal na kornea. Nakamit ang natatanging 'kurbadong hugis' ng kornea na naging matagumpay sa pag-aaral na ito. Ang proseso ng pag-print na ito ay tumagal nang wala pang 10 minuto. Ang mga stem cell ay nakitang lumalaki.
Mula pa noong kasikatan ng 3D Ang bioprinting ay tumaas, ang mga mananaliksik ay naghahanap upang mahanap ang pinakaangkop na ideal na bio-ink para sa magagawa at mahusay na paggawa ng mga cornea. Ang grupong ito sa Newcastle University ang nanguna at nakamit ito. Ang parehong grupo ng mga mananaliksik ay mas maaga na nagpakita na pinananatiling buhay ang mga cell sa loob ng ilang linggo sa temperatura ng silid sa loob ng isang simpleng gel ng alginate at collagen. Sa pag-aaral na ito, nailipat nila ang magagamit na kornea na may mga cell na nananatiling mabubuhay sa 83 porsiyento sa loob ng isang linggo. Kaya, ang mga tissue ay maaaring i-print nang walang pag-aalala kung sila ay lalago o hindi (ibig sabihin, manatiling buhay) dahil ang parehong mga bagay ay makakamit sa parehong medium.
Paggawa ng cornea na partikular sa pasyente
Ipinakita rin ng mga mananaliksik sa pag-aaral na ito na maaaring buuin ang cornea upang tumugma sa mga natatanging pangangailangan ng bawat pasyente. Una, ini-scan ang mata ng pasyente na bumubuo ng data upang tumugma sa 'print cornea' sa eksaktong hugis at sukat na kinakailangan. Kinukuha ang mga sukat mula sa mismong kornea na ginagawang lubos na tumpak at magagawa ang pag-print. Ang 3D printing technology ay nasubok sa paggawa artipisyal puso at ilang iba pang mga tisyu. Ang mga flat tissue ay nilikha sa nakaraan ngunit ayon sa mga may-akda ito ang unang pagkakataon na 'hugis' na mga kornea ay ginawa. Kahit na ang pamamaraang ito ay nangangailangan pa rin ng malusog na donor cornea, ang mga stem cell ay matagumpay na ginagamit upang lumaki sa mas maraming mga cell sa artipisyal na kornea. Ang isang malusog na kornea ay hindi lamang 'papalitan' ang isang nasira ngunit maaari tayong lumaki ng sapat na mga selula mula sa isang naibigay na kornea upang mag-print ng 50 artipisyal na kornea. Ito ay magiging isang mas kapaki-pakinabang na senaryo kaysa sa paggawa lamang ng isang transplant.
Hinaharap
Ang pag-aaral na ito ay nasa paunang yugto pa rin at ang 3D printed corneas ay kailangang suriin pa. Sinasabi ng mga mananaliksik na ang kanilang trabaho ay aabutin ng ilang taon bago magamit ang naturang artipisyal na kornea para sa mga transplant dahil ang mga pagsubok sa hayop at tao ay isasagawa pa. Kailangan din itong suriin kung gumagana ang materyal na ito at kailangan ng maraming fine-tuning. Ang mga mananaliksik ay tiwala na ang mga artipisyal na cornea na ito ay magagamit para sa praktikal na paggamit sa loob ng susunod na 5 taon. Ang pagkakaroon ng teknolohiya sa pag-print ng 3D ay hindi isang problema ngayon dahil naging mura ito at mahusay na umuusbong ang bioprinting at maaaring may mga karaniwang pamamaraan na magagamit sa ilang taon. Higit na tumututok ngayon sa paggamit ng mga stem cell upang muling itayo o palitan ang mga nasira na tissue habang ang aspeto ng pag-print ng pamamaraan ay kadalasang naka-streamline.
Ang pag-aaral na ito ay isang makabuluhang hakbang patungo sa isang solusyon na makapagbibigay sa atin ng walang limitasyong supply ng mga cornea para sa transplant sa buong mundo. Dagdag pa, ang mga mananaliksik sa isang kumpanyang Italyano ay nag-iisip sa direksyon ng paglikha ng '3D printed eyes' na gagawin sa katulad na paraan sa pamamagitan ng paggamit ng potensyal na bio-ink na sumasaklaw sa mga halatang cell na kinakailangan upang palitan ang mga matatagpuan sa isang natural na hanay ng mga mata . Ang bio-inks ay maaaring iba-iba sa iba't ibang kumbinasyon depende sa partikular na pangangailangan. Nilalayon nilang magkaroon ng mga "artipisyal na mata" na ito sa merkado sa 2027. Ang pag-aaral ay gumawa ng pinaka-advanced na anyo ng artificial cornea at itinampok ang bioprinting bilang potensyal na solusyon sa mga kakulangan sa organ at tissue.
***
{Maaari mong basahin ang orihinal na papel ng pananaliksik sa pamamagitan ng pag-click sa link ng DOI na ibinigay sa ibaba sa listahan ng (mga) binanggit na pinagmulan}
Pinagmulan (s)
Isaacson A et al. 2018. 3D bioprinting ng katumbas ng corneal stroma. Experimental Eye Research.
https://doi.org/10.1016/j.exer.2018.05.010
