Биологический гель заменит стёкла в окнах души

Приблизительно 20% пересаженных от мёртвых доноров роговиц отторгаются реципиентами. Эту делему могли бы решить искусственные роговицы, да только их создание оказалось задачей чуть ли менее сложной, чем создание искусственного хрусталика. Поэтому творение американских учёных, обнародованное на прошлой неделе, можно смело именовать переворотом в данной области.

Спецы по инженерной химии и врачи из института Стэнфорда (Stanford University) разработали искусственную роговицу, отличающуюся от всех прежних попыток сотворения таких материалов уникальными параметрами: как оптическими, так и био.

Здесь нужно сказать, что над искусственной роговицей работают независимо несколько групп в различных странах. Более того, есть даже эталоны, уже применяющиеся в медицине.

Но, разумеется, характеристики этих роговиц недостаточно неплохи, ибо употребляют их в самых последних случаях: как последнюю надежду, только тогда, когда отторжена роговица донорская. Герои же этого материала уповают, что их творение поменяет трансплантацию роговиц от трупов фактически стопроцентно. А это принципиально хотя бы из-за неизменной нехватки донорских органов.

Настолько большое достижение стало вероятным благодаря междисциплинарному подходу — исследования трёх учёных соединили совместно химию, нанотехнологию, биологию и медицину.

Команда, совершившая прорыв, это инженер-химик Куртис Фрэнк (Curtis Frank), медик и химик-технолог Дэвид Мюн (David Myung) и окулист Кристофер Та (Christopher Ta).

Тройка создателей Duoptix (слева вправо): Та, Мюн и Фрэнк. Мюн держит кусок выдуманного ими на биологическом уровне совместимого оптического гидрогеля (фото Stanford University).

Они сделали необыкновенный материал, получивший заглавие Duoptix. Это гидрогель сложного состава, в каком толика воды может достигать 80%, что идентично содержанию воды в человечьих тканях.

В гидрогеле есть твёрдая фаза, и тут это — спроектированная трёхмерная сеть сложной формы. Причём создатели сплели в искусственной роговице два различных материала.

Какой-то из них — полиэтиленгликоль. Он сопротивляется скоплению поверхностных белков и воспалению ткани. 2-ой — полиакриловая кислота, которую создатели ассоциируют с поглощающим воду материалом в памперсах.

«Представьте для себя рыболовную сеть, но трёхмерную, — гласит Фрэнк. — Это крепкий и эластичный материал». Поэтому новенькая искусственная роговица отлично выдерживает функцию имплантации — пришивание к глазу. Принципиально ещё и то, что новый на биологическом уровне совместимый гидрогель очень прозрачен и проницаем для питательных веществ, включая глюкозу, возлюбленную «еду» роговой оболочки.

Двойная структура полимерной роговицы выдумана очень роскошно. Центральный диск — чист и прозрачен. А окружающий его «гравированный» круг насыщен мелкими порами, приманивающими живы клеточки из тканей, окружающих имплантат.

Прибывающие клеточки охотно плодятся и вырабатывают коллаген, надёжно соединяющий вживлённую искусственную роговицу с глазным яблоком пациента. А снаружи на диске роговицы растет тончайший слой прозрачных клеток эпителия.

Большой снимок наглядно указывает, что новенькая роговица — не просто полимерный кружок, а истинное произведение искусства (фото Stanford University).

Поначалу южноамериканские учёные проверили гидрогель Duoptix на токсичность для живых клеток. Потом провели опыты по вживлению искусственной роговицы животным. В течение восьми недель после операции у животных не появлялось никаких заморочек с воспалением либо отторжением имплантата. А материал синтетической роговицы остался совсем прозрачным. Более долгие тесты — последующий шаг исследователей.

Кстати, достоинства новейшей роговицы, в сопоставлении с роговицей, приобретенной от донора, 100-процентной био совместимостью и возможностью массового производства — не исчерпываются. Искусственную роговицу можно сделать совершенно сверенной формы, и работает она практически сходу. В то время как после операции по трансплантации донорской роговицы восстановление зрения занимает от полугода до года.

Создатели работы также докладывают, что, кроме искусственной роговицы, материал Duoptix можно перевоплотить в более комфортные контактные линзы с расширенным сроком ношения, либо даже вживляемые контактные линзы, которые могут быть изменены хирургическим оковём, если зрение человека поменялось.

Понятно, что роговицы защищают наши глаза от пыли и бактерий. Они также действуют как наружняя линза глаза, обеспечивая огромную долю его суммарных оптических параметров. Понятно, что от успешных параметров искусственной роговицы будет зависеть её фуррор в мед отрасли.

Но описание этого заслуги и объяснение его значимости для медицины, выложенное на веб-сайте института, начинается не с оптики либо биологии, а со слов: «Если глаза — «окна души», роговые оболочки — стёкла в этих окнах».

Очень образно. Добавить здесь нечего.