芯片上的角膜3D打印設(shè)備可模擬眨眼

據(jù)外媒New Atlas報(bào)道，盡管科學(xué)家已經(jīng)成功地制作出了各種“ 芯片上的器官 ”模型，但眼睛卻特別具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)楫?dāng)我們眨眼時(shí)，淚膜會(huì)定期在其表面上移動(dòng)。而該動(dòng)作最近已在新設(shè)備中復(fù)制。這種新工具——“芯片上的角膜”由日本京都大學(xué)的研究人員開發(fā)- 眼角膜是眼睛前端一層透明薄膜，覆蓋了瞳孔，虹膜和前房。

這種3D打印設(shè)備由四個(gè)上部和四個(gè)下部通道組成，這些通道由透明的聚酯多孔膜隔開。人角膜細(xì)胞在每個(gè)上部通道中孵育7天，在這段時(shí)間內(nèi)它們會(huì)生長(zhǎng)，在膜的頂部形成細(xì)胞的固體屏障。然后將流體泵送通過上腔室和下腔室，將壓力施加在角膜組織層的兩側(cè)。這模擬了一種方式，在這種方式下，真實(shí)的角膜在一側(cè)通過眼瞼的眨眼和淚液的運(yùn)動(dòng)而受到壓力，而在另一側(cè)則通過眼內(nèi)的流體受到壓力。

研究人員在測(cè)試“芯片上的角膜”時(shí)發(fā)現(xiàn)，模擬的眨眼實(shí)際上改變了角膜細(xì)胞的形狀并增加了其細(xì)絲的產(chǎn)生，從而有助于保持細(xì)胞的柔韌性和可拉伸性。

和科學(xué)家Ken-ichiro Kamei共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究的藥物科學(xué)家Rodi Abdalkader說：“發(fā)現(xiàn)類似眨眼的刺激對(duì)這些細(xì)胞具有直接的生物學(xué)影響真的很有趣?！?我們經(jīng)常不知不覺地眨眼。每次眨眼，剪切應(yīng)力就會(huì)施加在角膜屏障上，使角膜反防御系統(tǒng)分泌纖維絲，例如角蛋白，以克服壓力的影響。”

研究人員希望一旦進(jìn)一步發(fā)展，該技術(shù)可用于研究眼部疾病和評(píng)估實(shí)驗(yàn)藥物。關(guān)于這項(xiàng)研究的論文最近發(fā)表在《Lab on a Chip》上。

這并不是我們所見過的第一個(gè)模擬眨眼的芯片。去年，賓夕法尼亞大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)布了一個(gè)模型，該模型實(shí)際上包含了一個(gè)移動(dòng)的明膠平板“眼瞼”。