顾易之

眼角膜移植“供不应求”

眼角膜是我们眼睛的外部结构，也是最重要的构成要素之一。其占眼球壁最外层的前1/6，形似凹透镜，就相当于在眼球里面的“眼镜”，“工作职能”包括聚焦光线和保护内眼，是我们能看到大干世界的基础。所以，角膜必须保持清晰、光滑、健康，才能有良好的视力。可这么一个重要的部位却又是非常的脆弱。据不完全统计，世界范围内有1500万人在等待角膜手术，这些人患有可能导致眼角膜受损甚至失明的沙眼等传染性眼病。另有近500万人因烧伤、撕裂伤、擦伤或其他疾病引起的角膜瘢痕而完全失明。

我们都知道，当眼角膜不幸受损后，如果不能靠治疗修复，想要重新看清世界，就只剩下角膜移植一种方法了。通常，捐赠者都是在去世后将自己的角膜捐献或赠给需要的人，好在这一移植不存在器官移植可能面临的适应性问题，也就是说，眼角膜移植不需要等待“匹配”的捐献者。不过，和器官捐献面临的相同困境是，眼角膜也处于“供不应求”的状态。相对于庞大的需求人群来说，换上新的眼角膜这一过程只能靠“等”。2016年的一项研究提到，全球每70个角膜患者中，只有1人可以得到角膜移植，这足以说明全球可供移植角膜数量的严重短缺。

正因如此，研发一种人工角膜弥补供体的不足一直是科学家追求的目标。而近日，英国科学家利用近几年火热的3D打印技术成功研制出世界首例3D打印人工角膜，无疑为角膜患者带来了曙光。

首例3D打印人工角膜问世

人工角膜主要分为医用高分子材料类和生物工程类两种。前者比较低端，一般用于常规角膜移植容易失败的少数疾病，国外已经有多种相对成熟的产品;后者则较为高端，也是本文的主角，这是一种利用生物工程技术生产的模拟人体角膜组织的材料，用于角膜移植手术，以期解决目前角膜移植供体相对缺乏的困境。此种人工角膜的研发已经有数十年的历史，目前科学家大多只是研发出角膜基质的支架结构，缺乏活性上皮和内皮细胞，需要移植后受体患者自身角膜上皮爬覆。

此次英国纽卡斯尔大学的科学家们将角膜干细胞与海藻酸盐和胶原蛋白混合在一起，成功创造出一种完美的“生物墨水”。研究人员利用简单且成本很低的3D生物打印机，将“生物墨水”按照同心圆的“路径”挤压成型，从而形成人体角膜的形状。据悉，等待人工眼角膜“新鲜出炉”的时间只有不到10分钟。“我们独特的凝胶结合了海藻酸及胶原蛋白，能使干细胞保持活性。同时，‘材料足够坚硬，能够保持它的形状，但又足够软，能够从3D打印机的喷嘴中被顺利‘挤出来。”纽卡斯尔大学组织工程教授表示，世界上许多团队一直都在寻找理想的生物墨水，为的就是让这一过程变得可行。教授介绍，这次的成功基于之前的各种尝试，他们曾让细胞待在类似的水凝胶中，并让它在室温下存活了数周。而最新研制的含有干细胞的生物墨水，在能够打印组织的同时，省去了单独培育细胞的步骤。而且研究表明，干细胞还可以继续发育。

据了解，利用这项技术，还可以“订制”眼角膜来满足患者眼睛的特别需求。打印组织的尺寸可从实际的眼角膜上获取，通过扫描患者的眼睛，可以根据数据快速打印出大小、形状相匹配的眼角膜。

用于移植或仍需时日

尽管3D打印人类眼角膜问世令人震惊和兴奋，但这项研究打造出来的角膜并不能马上投入使用。事实上，目前它还在准备着进行安全性方面的测试。相关研究人员表示，“这种3D打印出来的眼角膜用于实际移植可能还需几年时间，但我们已经证明，使用从人眼获得的材料来打印眼角膜完全可行，或许还能让眼角膜实現无限供应。这一方法有望解决全球眼角膜紧缺的难题。”

如此看来，从初步的测试直到在人体身上的测试估计还有很长的一段路要走，但在理论方面，它的各项特性都是符合要求的，这也足以让我们看到了希望。

其实，3D打印技术最初是应用于模具制造、工业设计等领域，后逐渐用于一些产品的直接制造。在去年8月，世界首台3D人体打印机问世，它模拟身体组织和器官，使用生物墨水，让3D打印的器官与人体更加融合，可以打印鼻子、嘴巴等各类可移植器官。

3D打印曾是最火爆的风口，资本大量涌入，不过最近两年热度渐渐消散。究其原因是在3D打印在被热捧后并没有找到适合的应用场景，此次3D打印在角膜上的重大突破给行业带来了积极信号。如果它真的能够大量使用，不仅可以帮助到无数由于眼角膜短缺而丧失了光明的一群人，而且也印证了3D打印技术未来将在造福人类方面发挥着重大作用。所以，就让我们一起期待着它的到来吧。