Il team guidato dal Professor Dong-Woo Cho, ha stampato in 3D una cornea artificiale utilizzando un bioinchiostro fatto di stroma corneale decellularizzato e cellule staminali.
La cornea è il sottile strato più esterno dell’occhio, permette il passaggio della luce verso le strutture interne dell’occhio, quindi deve essere trasparente. I ricercatori poiché la loro cornea stampata è fatta di bioinchiostro derivato da tessuto corneale, hanno detto che è biocompatibile. La tecnologia di stampa di celle 3D inoltre racchiude il microambiente corneale, quindi la sua trasparenza è simile alla cornea umana.
La cornea umana è organizzata in un reticolo di fibrille di collagene. Il collagene associato in fibrille si trova nei tessuti fibrosi come tendini, legamenti, pelle, anche nella cornea, nella cartilagine, vasi sanguigni e nel disco intervertebrale.
Il modello reticolare nella cornea è direttamente associato alla sua trasparenza, molte ricerche hanno provato a replicare la cornea umana, tuttavia gli sforzi per creare una cornea artificiale adatta al trapianto hanno incontrato difficoltà legate, ad esempio, all’uso di sostanze citotossiche nell’organismo, e alla produzione di un dispositivo con sufficiente trasparenza e altre funzionalità.
Il team di ricerca che ha progettato la cornea per la stampa 3D, include il professor Dong-Wong Cho, la professoressa Jinah Jang, la ricercatrice Hyeonji Kim dell’Università della Scienza e della Tecnologia di Pohanga, in collaborazione con Hong Kyun Kim professore di Oftalmologia presso la Scuola di Medicina dell’Università Nazionale Kyungpook. Lo studio è stato pubblicato su Biofabrication.
Il team di ricerca ha utilizzato lo sforzo di taglio generato nella stampa 3D per produrre il modello di reticolo corneale, ha dimostrato che la cornea è biocompatibile utilizzando un bioinchiostro a matrice extracellulare decellularizzata derivata da stroma corneale.
La forza di attrito durante il processo di stampa 3D, quando l’inchiostro nella stampante passa attraverso l’ugello, produce stress da taglio. Il Professor Dong-Woo Cho e il suo team di ricerca hanno prodotto con successo la cornea artificiale trasparente con il modello reticolare della cornea umana regolando lo stress da taglio per controllare il modello delle fibrille di collagene.
Il team di ricerca ha anche osservato che le fibrille di collagene rimodellate insieme nel percorso di stampa dopo quattro settimane in vivo creano un reticolo simile alla struttura della cornea umana nativa.
La professoressa Jinah Jang del team di ricerca, docente d’ingegneria creativa, ha detto:
«La strategia suggerita può raggiungere i criteri sia per la trasparenza, sia per la sicurezza dello stroma corneale ingegnerizzato. Riteniamo che darà speranza a molti pazienti affetti da malattie correlate alla cornea».
La cornea gravemente danneggiata richiede un trapianto di cornea, in Corea del Sud dal 2018 più di 2.000 pazienti stanno ancora aspettando una donazione di cornea, in media l’attesa è di sei o più anni, per questo motivo, molti scienziati si sono impegnati nello sviluppo di una cornea artificiale, quella disponibile è fatta con collagene ricombinante o sostanze chimiche come il polimero sintetico.