Et team i Sverige, Iran og Indien har udviklet en ny måde at producere kunstige hornhinder på, ud fra et renset biprodukt fra fødevareindustrien. Forskerne blev ledet af Mehrdad Rafat ved LinkoCare Life Sciences og Linköpings Universitet. De viste, at deres implantater var stærke og modstandsdygtige over for nedværdigende og fuldt ud kunne genoprette patienternes syn gennem minimalt invasiv kirurgi.
Hornhinden er et gennemsigtigt, kuppelformet lag foran øjet, ansvarlig for at fokusere indkommende lys gennem pupillen. Når dens struktur bliver beskadiget eller syg, vil dens resulterende tab af gennemsigtighed og brydningsevne ofte forårsage blindhed.
Disse defekter anslås nu at påvirke omkring 12.7 millioner mennesker verden over. En million nye tilfælde dukker op hvert år, og disse påvirker uforholdsmæssigt meget mennesker i lav- og mellemindkomstlande. Selvom disse tilstande kan behandles gennem transplantationer, er der i øjeblikket kun én hornhinde tilgængelig for hver 70 patienter, der har brug for dem, hvilket skaber et presserende behov for forbedret adgang.
Stive, gennemsigtige strukturer
Hornhinder er hovedsageligt sammensat af kollagen. Dette er et protein fremstillet af stærke molekylære fibre, hver kun omkring 100 nm i diameter. Ved at danne stærke kemiske bindinger, eller "tværbindinger", med nabofibre, pakker de sig tæt sammen og danner stive, gennemsigtige strukturer.
I en tidligere undersøgelse havde Rafats team til formål at genskabe disse tværbindinger ved hjælp af løst humant kollagen. Denne tilgang har imidlertid ulemper. Implantaterne kunne kun fremstilles i små mængder, og de var mekanisk svage, nedbrydes hurtigt og kunne kun implanteres med invasiv kirurgi, som tog lang tid at hele.
I deres seneste undersøgelse behandlede forskerne disse begrænsninger ved at bruge kollagen af medicinsk kvalitet, der stammer fra svinehud: et renset biprodukt fra fødevareindustrien. For at behandle dette løse kollagen brugte de en kombination af kemiske og fotokemiske teknikker til at etablere robuste tværbindinger mellem fibrene.
Stærk og stabil
Deres tilgang forbedrede materialets styrke, stabilitet og modstandsdygtighed over for nedbrydning uden at ofre dets evne til at transmittere og bryde synligt lys. Det betød, at deres kunstige hornhinder kunne opbevares i op til to år, før de blev implanteret. Dette giver god tid til at transportere hornhinderne ind i mindre udviklede regioner, hvor efterspørgslen ofte er størst. Hvad mere er, kan implantatet indsættes i en patients eksisterende hornhinde gennem et lille snit, hvilket gør proceduren langt mindre invasiv.
Sticky biomateriale kan reparere hornhindeskader hos patienter
Efter indledende test blev teknikken implementeret af kirurger i Iran og Indien, som implanterede det behandlede kollagen i øjnene på 20 patienter med syge eller beskadigede hornhinder. I løbet af de næste to år rapporterede ikke en eneste patient nogen bivirkninger fra operationen. Ikke alene var implantaterne let blevet accepteret af deres kroppe, de havde også genoprettet tykkelsen og krumningen af deres hornhinder til normal.
Efter to år var alle 14 patienter, der havde været helt blinde før operationen, fuldstændig helbredt, og tre havde endda fået perfekt 20/20 syn. Baseret på denne succes håber Rafats team, at den nye tilgang kan føre til et gennembrud i behandlingsmuligheder for de mange mennesker, der har et akut behov for nye hornhinder – og genoprette synet for millioner af mennesker i udviklingslandene.
Forskningen er beskrevet i Nature Biotechnology.
