Et team i Sverige, Iran og India har utviklet en ny måte å produsere kunstige hornhinner på, av et renset biprodukt fra næringsmiddelindustrien. Forskerne ble ledet av Mehrdad Rafat ved LinkoCare Life Sciences og Linköpings universitet. De viste at implantatene deres var sterke og motstandsdyktige mot nedbrytende og fullstendig kunne gjenopprette pasientens syn gjennom minimalt invasiv kirurgi.
Hornhinnen er et gjennomsiktig, kuppelformet lag foran på øyet, ansvarlig for å fokusere innkommende lys gjennom pupillen. Når strukturen blir skadet eller syk, vil den resulterende tap av gjennomsiktighet og brytningsevne ofte føre til blindhet.
Disse defektene er nå anslått å påvirke rundt 12.7 millioner mennesker over hele verden. En million nye tilfeller dukker opp hvert år, og disse påvirker uforholdsmessig mennesker i lav- og mellominntektsland. Selv om disse tilstandene kan behandles gjennom transplantasjoner, er det for øyeblikket bare én hornhinne tilgjengelig for hver 70 pasienter som trenger dem, noe som skaper et presserende behov for forbedret tilgang.
Stive, gjennomsiktige strukturer
Hornhinner består hovedsakelig av kollagen. Dette er et protein laget av sterke molekylære fibre, hver bare rundt 100 nm i diameter. Ved å danne sterke kjemiske bindinger, eller "cross-links", med nabofibre, pakker de seg tett sammen, og danner stive, gjennomsiktige strukturer.
I en tidligere studie hadde Rafats team som mål å gjenskape disse tverrbindingene ved å bruke løst menneskelig kollagen. Imidlertid har denne tilnærmingen ulemper. Implantatene kunne bare produseres i små mengder, og de var mekanisk svake, degraderte raskt og kunne kun implanteres med invasiv kirurgi, som tok lang tid å gro.
I sin siste studie tok forskerne opp disse begrensningene ved å bruke kollagen av medisinsk kvalitet hentet fra griseskinn: et renset biprodukt fra næringsmiddelindustrien. For å behandle dette løse kollagenet brukte de en kombinasjon av kjemiske og fotokjemiske teknikker for å etablere robuste tverrbindinger mellom fibrene.
Sterk og stabil
Deres tilnærming forbedret materialets styrke, stabilitet og motstand mot nedbrytning, uten å ofre dets evne til å overføre og bryte synlig lys. Dette betydde at deres kunstige hornhinner kunne lagres i opptil to år før de ble implantert. Dette gir god tid til å transportere hornhinnene inn i mindre utviklede regioner, hvor etterspørselen ofte er størst. Dessuten kan implantatet settes inn i en pasients eksisterende hornhinne gjennom et lite snitt, noe som gjør prosedyren langt mindre invasiv.
Klistret biomateriale kan reparere hornhinneskader hos pasienter
Etter innledende tester ble teknikken implementert av kirurger i Iran og India, som implanterte det behandlede kollagenet i øynene til 20 pasienter med syke eller skadede hornhinner. I løpet av de neste to årene rapporterte ikke en eneste pasient noen bivirkninger fra operasjonen. Ikke bare hadde implantatene blitt godtatt av kroppene deres, de hadde også gjenopprettet tykkelsen og krumningen av hornhinnene til normal.
Etter to år var alle de 14 pasientene som hadde vært helt blinde før operasjonen fullstendig helbredet, og tre hadde til og med fått perfekt 20/20 syn. Basert på denne suksessen håper Rafats team at den nye tilnærmingen kan føre til et gjennombrudd i behandlingsalternativer for de mange menneskene som har et akutt behov for nye hornhinner – og gjenopprette synet for millioner av mennesker i utviklingsland.
Forskningen er beskrevet i Nature Biotechnology.
