С помощью 3D-печати получена роговица глаза человека, сходная с естественной

При серьёзном повреждении роговицы глаза необходима пересадка. Многие тысячи пациентов ожидают донора роговицы, и в среднем такое ожидание длится шесть и более лет. Учёные пытаются создать искусственную роговицу. В существующих образцах используется рекомбинантный каллоген или же синтетические полимеры. Эти вещества плохо приживаются и могут  терять прозрачность.

Группа южно-корейских учёных сумела с помощью 3D-принтера получить искусственную роговицу, используя биологические «чернила», состоящие из очищенной от клеток роговичной основы и стволовых клеток. Такая роговица биологически совместима с тканью глаза, и её прозрачность сходна с прозрачностью естественной роговицы.

Роговица — это внешняя оболочка глаза, которая покрывает зрачок и защищает глаз от внешней среды. Она первой встречает свет, поэтому должна быть прозрачной и двигаться синхронно со зрачком. Но создание искусственной роговицы сталкивается с ограничениями ввиду множества требований, которым она должна соответствовать.

Роговица состоит из коллагеновых волокон, образующих решётчатую структуру. С такой структурой прямо связана прозрачность роговицы, и многие исследователи пытались воспроизвести её. Однако применение созданных материалов ограничено их токсичностью для клеток, недостаточной прозрачностью и другими факторами. Для решения этой проблемы было использовано напряжение сдвига при 3D-печати и специфичные клетки роговицы, в результате полученный материал стал биосовместимым.

В процессе 3D-печати при прохождении через сопло частицы «чернил» в результате трения о его стенки испытывают напряжение сдвига. Исследователи сумели получить прозрачную искусственную роговицу с решетчатой структурой, аналогичной естественной, изменяя напряжение сдвига и, таким образом, управляя структурой получаемого материала.

Также было обнаружено, что коллагеновые волокна полученного материала формируют решётку, аналогичную естественной, через четыре недели после имплантации.

Таким образом появилась возможность достичь требуемой прозрачности и безопасности искусственной роговицы, и это даёт надежду многим людям, ожидающим донора.