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每天花8小時或更長時間盯著電腦屏幕的人可能會注意到他們的眼睛變得疲倦或干燥，如果這些情況嚴(yán)重，他們最終可能會患上干眼病（DED）。

DED是一種常見疾病，FDA批準(zhǔn)的藥物選擇卻并不多，部分原因是難以對人眼的復(fù)雜病理生理進(jìn)行建模。來自賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員在一個芯片上創(chuàng)造了一個人造眼睛——它將可以改變?nèi)藗冄芯垦劬Φ姆绞健Ｏ嚓P(guān)研究報(bào)告發(fā)表在了《Nature Medicine》上。

據(jù)悉，這一眼睛是眼科醫(yī)生和生物工程師合作的成果，其在一個硬幣般大小、八角形透明芯片上打造。中心是一個含有角膜層細(xì)胞的隱形眼鏡狀支架，“眼瞼”則是一個長方形的明膠，它可以通過在支架上滑動來模仿眨眼，眼睛上方的小通道則提供了一種產(chǎn)生眼淚的途徑。

該研究由賓大生物工程系副教授Dan Huh和研究生Jeongyun Seo領(lǐng)導(dǎo)。

Huh的實(shí)驗(yàn)室專注于創(chuàng)建芯片上的器官，提供微工程體外平臺，以模仿他們的體內(nèi)對應(yīng)物，包括今年5月發(fā)射到太空的肺和骨髓代謝物來研究宇航員的疾病。該實(shí)驗(yàn)室花了數(shù)年時間對芯片進(jìn)行微調(diào)，并因?yàn)槠湓谒幬铩⒒瘜W(xué)品和化妝品的無動物測試方面取得的成績獲得過各種獎項(xiàng)。

為了構(gòu)建他們的芯片，Huh的團(tuán)隊(duì)從一個多孔“支架”開始，這個支架采用3D打印設(shè)計(jì)，大小相當(dāng)于一角硬幣的大小和隱形眼鏡的形狀，他們在上面生長人眼細(xì)胞。 角膜細(xì)胞生長在腳手架的內(nèi)圈上，染成黃色，結(jié)膜細(xì)胞（覆蓋人眼白色部分的特化組織）生長在周圍的紅色圓圈上。 一塊明膠充當(dāng)眼瞼，以與人眨眼相同的速率在眼睛上機(jī)械滑動。 通過淚管喂養(yǎng)，染成藍(lán)色，眼瞼在人眼上涂抹人工淚液分泌物，形成所謂的淚膜。

對于患有DED的人來說，淚膜的蒸發(fā)速度比補(bǔ)充的更快，導(dǎo)致炎癥和刺激。DED影響了全世界約14％的人口，但自2010年以來200個臨床藥物試驗(yàn)失敗，目前只有兩個FDA批準(zhǔn)的藥物用于治療，因此開發(fā)新療法的難度非常大。

在正常和DED誘導(dǎo)環(huán)境中確認(rèn)了他們的芯片上能夠反映人眼表現(xiàn)的能力之后，Huh的團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向制藥行業(yè)尋找有希望的DED候選藥物來測試他們的模型。他們即將推出的一種基于潤滑素的藥物，這種蛋白質(zhì)主要存在于保護(hù)關(guān)節(jié)的潤滑液中。

“雖然我們剛剛展示了概念驗(yàn)證” 研究者說，“我希望我們的芯片級平臺進(jìn)一步發(fā)展并用于藥物篩選以外的各種應(yīng)用，例如隱形眼鏡和未來的手術(shù)測試。我們特別自豪的是，我們的工作提供了一個非常罕見的跨學(xué)科工作范例，包括從新型生物工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造到復(fù)雜人類疾病的體外建模到藥物測試的廣泛研究活動。”

文章來源：互聯(lián)網(wǎng)

文章排版：深圳視普泰驗(yàn)光師培訓(xùn)學(xué)校

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