Ricercatori dell’Università di Scienza e Tecnologia di Pohang (POSTECH) e della Scuola di Medicina dell’Università Nazionale Kyungpook , Corea del Sud, hanno bioprintuito in 3D una cornea artificiale.
Secondo la ricerca pubblicata su Biofabrication , ci sono circa 2.000 pazienti che aspettano oltre sei anni per donazioni di cornea in Corea del Sud a partire dal 2018. Nel tentativo di trovare un trattamento più veloce, gli scienziati hanno integrato l’inchiostro derivato dal tessuto corneale (stroma) per emulare il trasparenza di una cornea umana per possibile impianto.
La professoressa Jinah Jang, Creative IT Convergence Engineering, POSTECH, ha dichiarato: “La strategia suggerita può raggiungere i criteri sia per la trasparenza che per la sicurezza dello stroma cornea ingegnerizzato. Riteniamo che darà speranza a molti pazienti affetti da malattie correlate alla cornea. “
La cornea è il sottile strato più esterno che copre la pupilla che protegge l’occhio umano dall’ambiente esterno. Questo strato è il primo che ammette la luce, quindi deve essere trasparente e flessibile. Come affermato dallo studio, a causa delle sue varie funzioni, è difficile sviluppare una cornea artificiale utilizzando materiali biocompatibili come i polimeri sintetici poiché manca di trasparenza.
Secondo i ricercatori, “la cornea umana è organizzata in un reticolo di fibrille di collagene. Il modello reticolare della cornea è direttamente associato alla trasparenza della cornea. “Per ricapitolare tale struttura, è stato generato un metodo di stampa 3D con sollecitazione di taglio.
Ciò significa che il diametro degli ugelli di stampa è stato regolato sul bioprinter 3D personalizzato dello scienziato per ottenere un flusso che avrebbe prodotto la struttura reticolare desiderata.
Lo stress da taglio nel bioprinting 3D prende in considerazione la viscosità del bioink, la portata e il diametro interno degli ugelli. Il bioink utilizzato in questo esperimento, la bioink extracellulare della matrice extracellulare corneale decellularizzata, ha proprietà di assottigliamento.
Regolando lo stress da taglio per controllare il modello delle fibrille di collagene, i ricercatori hanno avuto successo nella creazione di una cornea 3D bioprintellata . Lo studio conclude, “Poiché l’allineamento delle fibrille di collagene si verifica lungo la direzione della forza di taglio durante l’estrusione, i parametri di stampa 3D correlati al taglio possono essere utilizzati per controllare spazialmente l’orientamento delle fibrille di collagene all’interno dei costrutti.”
“È interessante notare che le fibrille di collagene rimodellate lungo il percorso di stampa hanno creato un reticolo simile alla struttura della cornea umana nativa dopo 4 settimane in vivo”.
“NEL COMPLESSO, LA CAPACITÀ DI CONTROLLARE L’ORIENTAMENTO DEL COLLAGENE APRE UNA NUOVA STRADA DELLA PROGETTAZIONE E DELL’OTTIMIZZAZIONE DEL TESSUTO INGEGNERIZZATO, IN CUI LA COMPOSIZIONE E LA BIOMIMETICA ALL’INTERNO DI UN OGGETTO 3D POSSONO ESSERE INTEGRATE CON LA PROGETTAZIONE DEI COMPONENTI PER OTTENERE UNA
STRUTTURA ALTAMENTE OTTIMIZZATA.”
Affrontare la cecità attraverso il trattamento corneale basato su bioprinting 3D è stato un interesse comune da parte di scienziati di tutto il mondo. Dal 2017, i ricercatori del Save Sight Institute dell’Università di Sydney e dell’Università di Wollongong hanno sviluppato la penna iFix , una stampante 3D coassiale a mano, che estrude bioink direttamente su un occhio per aiutare la rigenerazione delle cellule sulle ulcere corneali.
Nel 2018, un team dell’Università di Newcastle (NCL) vide una svolta per i trattamenti oculistici grazie alla stampa 3D di una cornea umana . Un altro team NCL ha quindi trovato le basi per il prossimo stadio di cornee 3D bioprotette con il potenziale di cornee auto-curvanti “4D” .
Altrove, il Dr. Song Hongxin, un oculista e ricercatore presso l’ ospedale Tongren di Pechino , in Cina, ha stampato occhiali per aiutare i pazienti con cornee deformate. Più recentemente, Pandorum Technologies Pvt. , una società di biotecnologia con sede a Bangalore, ha utilizzato il tessuto 3D della cornea bioprotetta per promuovere la guarigione senza cicatrici delle ferite negli occhi.
Pandorum’s 3D Bioprinted Cornea Stromal Lenticule 
the macro image of the brown eye