研发用于角膜移植的3D打印“液态角膜”

发布者:匿名 2019-05-15 浏览量:2093


在过去的几年里,世界各地的生物打印公司不断增长,可能是因为医疗领域是利用3D打印的最令人兴奋的行业之一。毕竟,健康是大多数人优先考虑的问题之一,当一些顶级的生物技术初创公司创造出柔软的人体组织样结构、血管网络和3D肝组织结构来进行实验时,好奇心就来了。除了3D打印中的一些技术里程碑外,位于班加罗尔的Pandorum Technologies公司成功设计了角膜组织。由于它们含有细胞的水凝胶,它们可以通过再生促进角膜伤口的无疤痕愈合。与业内大多数公司一样,Pandorum正在推动该技术,希望最终成为“无需捐助者”乌托邦的一部分。但是,我们必须提醒读者,从生物打印和医学3D打印成为可能的事情来看,可能需要几十年时间我们才可以使用它们

Pandorum的生物工程角膜

角膜是眼睛前方的一块薄薄的透明组织,类似于软性隐形眼镜,易受疾病和伤害。世界卫生组织(WHO)估计,2010年角膜混浊占世界失明人口的7%,使其成为失明的第三大常见原因。全球有超过1200万人在等待角膜移植,而20%的儿童失明是由角膜引起的。仅在印度,双侧角膜失明影响了120万人,并且没有足够的捐赠角膜进行移植手术。几年前,一项全球范围的调查量化了角膜移植组织的严重短缺,只需要一个角膜就可以获得70个角膜,虽然各地角膜捐赠仍然很努力,但生物工程寻找替代解决方案也至关重要。

Pandorum的新型水凝胶使用专门的干细胞和生物模拟物结合在一起,可以以微创方式直接应用于角膜伤口和穿孔的“液角膜”,并用于打印透明和可缝合的嵌入活角膜细胞的角膜小晶体,用于治疗应用和未来人类植入治疗视力损伤。

生物工程细胞外基质角膜细胞发展为“液态角膜”,角膜移植用于人体植入,是通过组织工程实现视觉恢复的再生方法。它是为一个简单,微创的应用程序而设计的,以减少术后用药和护理的需要。

组织工程和再生医学初创公司在去年4月在加拿大温哥华举行的视觉和眼科研究协会(ARVO)年会上宣布了他们的生物工程角膜组织研究的发展。Pandorum公司联合创始人图欣·博维米克(Tuhin Bhowmick)表示,“能够对人体角膜等关键组织进行生物工程是一个重要的里程碑。”虽然目前这项工作正处于动物研究阶段,但研究团队正在为他们的第一做好准备ARVO成立于1928年,是全球最大的眼科和视力研究机构,拥有来自75个国家的近12,000名研究人员和临床医生。

虽然外科手术用透明角膜移植片替换不透明组织通常能有效改善视力,但可用于移植的尸体角膜严重短缺。仅在印度,就有超过100万人因角膜疾病而遭受双侧失明的痛苦,而单侧角膜失明的痛苦至少增加了几倍。在Pandorum,我们正通过逐步开发一个平台,用生物工程的方法来缩小这个差距,这个平台的最终目的是将我们从对人类供体角膜的依赖中解放出来。

一家印度公司要做这项开创性的工作是一件大事,因为亚太地区是全球市场增长最快的3D生物打印区域,这是因为有着庞大的病患人口和不断发展的经济体,包括印度和中国,医疗保健行业不断增长。根据印度品牌资产基金会,2017世纪印度医疗行业是增长最快的行业之一,自2015以来,年增长率超过22%,预计在2022年达到1300亿美元。

但是Pandorum并不是一个全新的生物打印技术:它是印度第一家3D打印肝脏组织的公司,其工作重点是组织工程和再生医学,这是一个更广泛的领域,最终目标是将肝脏和角膜开发成实验室种植的可移植组织。该公司已经能够生产出由1万到100万个细胞组成的组织。尽管如此,建立一个拥有数十亿细胞的组织的工作原型可能需要五年的时间,并且可以移植到患者身上这需要有自己的血管结构,并且能够整合到接受者体内。

“现在,我们的微型肝组织反映了人体内生长的肝组织的特征。因此制药公司可以测试药物或快速消费品公司的产品的肝毒性,从而无需动物试验”Pandorum联合创始人阿伦·钱德鲁去年接受福布斯印度公司采访时解释说。

Pandorum科学家在组织工程实验室工作

在位于国家生物科学中心校园的班加罗尔生物创新中心(BBC)孵化的创业公司在组织工程方面取得巨大进步。自2011年由印度科学研究院的学术企业家创立以来,他们一直致力于研究和开发人造人体器官,并已成为印度新生物打印行业的家喻户晓的名字。多亏于他们的生物工程肝和角膜组织,让他们在该领域遥遥领先

Pandorum不是第一个尝试制造角膜的组织工程初创公司。去年10月,位于北卡罗来纳州的生物打印创业公司Precise Bio宣布计划推进其对生物打印角膜的研究。该公司是第一家将3D打印角膜移植物移植到动物体内的公司,并计划很快开始使用适合移植的人类角膜。今年早些时候,韩国研究人员用透明的生物油墨成功地为角膜生物打印组织。在学术方面,纽卡斯尔大学的研究人员成功地从干细胞生物油墨中成功地打印了3D角膜。随着所有的创业公司和大学研究人员竞相创造最有效和功能性器官,有朝一日可能取代器官移植,公众舆论的压力使风险很高,他们焦急地等待药物解决一些最复杂疾病发生变化。3D生物打印领域正在进入一个非常激动人心的时期,但将这些疗法变为现实的一些重大挑战仍然存在。

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