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NIH研究人员使用3D生物打印技术增材制造眼部组织

文章和图片来源:        时间:2023.02.14        点击率:

  由美国国立卫生研究院下属国家眼科研究所(NEI)的科学家组成的研究小组,利用患者干细胞和3D生物打印技术增材制造出了眼部组织,该小组表示,这将促进对致盲疾病机制的理解。

  研究人员增材制造了构成外血液-视网膜外屏障的细胞组合,即支持视网膜感光感光器的眼组织。该增材制造技术在理论上提供了无限的患者来源组织,以研究退行性视网膜疾病,如年龄相关性黄斑变性(AMD)。

  NEI眼部和干细胞转化研究部门负责人Kapil Bharti博士表示:“我们知道AMD始于外血液-视网膜外屏障。然而,由于缺乏生理相关的人体模型,AMD开始和进展到晚期干湿阶段的机制仍然知之甚少。”

  Bharti及其团队使用水凝胶混合三种未成熟的脉络膜细胞类型、毛细血管的重要成分和成纤维细胞,赋予组织形状,即周细胞和内皮细胞。然后将凝胶增材制造到可生物降解的支架上,细胞在几天内长成致密的毛细血管网络。

  在实验的第九天,科学家们在支架的另一侧植入视网膜色素上皮细胞。研究小组表示,增材制造的组织在第42天完全成熟。分析、遗传及功能测试表明,增材制造出来的组织外观和行为类似于天然的外层血视网膜屏障。

  Bharti解释道:“通过增材制造细胞,我们正在促进其细胞信号的交流,这些线索对于正常的外血液-视网膜外屏障解剖是必要的。例如,RPE细胞的存在会诱导成纤维细胞的基因表达变化,从而导致布鲁赫膜的形成,这是多年前提出的,但直到我们的增材制造模型才得到证实。”

  该研究的共同作者、美国国立卫生研究院国家高级转化科学中心3D组织生物打印实验室主任Marc Ferrer博士表示:“我们的合作努力已经产生了退行性眼病非常相关的视网膜组织模型。这种增材制造组织模型在转化应用中具有许多潜在用途,包括治疗药物的开发。”

  2022年8月,印度海得拉巴的研究人员成功地增材制造了一个人工眼角膜,并将其移植到一只兔子的眼睛中。

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