NIH使用3D生物打印创建眼部组织用于失明治疗

南极熊导读：近年来，人们对3D打印在生物医学领域的研究兴趣越来越高，包括对眼睛的研究。科学家们希望能够在各种细胞类型和生物材料中制造解剖组织。

△来自干细胞的3D打印眼组织，可能会在治疗退行性眼病方面取得突破

2022年12月25日，南极熊获悉，美国国立卫生研究院下属国家眼科研究所（NIH）的研究小组成功发现了一种使用干细胞和3D打印制造眼组织的技术，这可能会在治疗各种退行性眼病方面取得进展。

△在内皮-周细胞-成纤维细胞混合物的打印行中血管的生长。到第7天，血管填满行与行之间的空间，形成毛细血管网络

他们使用3D打印技术成功创建了构成外血视网膜屏障的细胞组合，血视网膜屏障是支持视网膜感光光感受器的眼组织。使用该技术可研究退行性眼病，如年龄相关性黄斑变性 (AMD)，并使用它来了解如何治疗或治愈这些疾病。

NEI眼部和干细胞转化研究部负责人Kapil Bharti博士说：“我们知道AMD始于外层血视网膜屏障。然而，由于缺乏生理相关的人体模型，人们对AMD的开始和进展到晚期干湿阶段的机制仍然知之甚少。”

△外血视网膜屏障是视网膜和脉络膜的界面，包括布鲁赫膜和脉络膜毛细血管

用于生产眼组织的3D生物打印
Bharti及其同事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，它们赋予组织形状，即周细胞和内皮细胞。然后将凝胶打印在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。

到第九天，科学家们在支架的另一侧植入了视网膜色素上皮细胞。一个多月后，组织完全成熟。根据研究人员的研究和测试，打印组织的外观和行为类似于天然的外层血视网膜屏障。

打印组织显示早期AMD模式，例如RPE下的玻璃膜疣沉积物，在诱导应激下发展为晚期干性AMD。

Bharti解释说，他们正在促进3D打印细胞交换正常外层血视网膜屏障所需的细胞信号。“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。这是多年前就有人提出的，但直到我们的模型才得到证实。”

△该研究已发表在《自然方法》上，题目为“生物打印的3D外视网膜屏障，揭示了晚期黄斑变性中RPE依赖性脉络膜表型”（传送门）

什么是AMD？
根据美国眼科学会的说法，患有AMD的人失去了中心视力，因此更难看清细节。AMD是一种常见病症，也是过去50年视力丧失的主要原因。

有两种类型的AMD：干性和湿性AMD。干性AMD很常见；大约80%的人有这种形式。当部分黄斑随着年龄的增长而变薄，并且称为玻璃膜疣的微小蛋白质团块生长时，就会发生这种情况。患者逐渐失去中心视力，并且没有办法治疗这种情况。

另一方面，湿性AMD不太常见但更严重。当新的异常血管在视网膜下生长并渗出血液或其它液体，从而在黄斑部留下疤痕时，就会发生这种情况。许多人直到视力模糊时才意识到自己患有AMD疾病。