Zespół ze Szwecji, Iranu i Indii opracował nowy sposób wytwarzania sztucznej rogówki z oczyszczonego produktu ubocznego przemysłu spożywczego. Badaczami kierował Mehrdad Rafat w LinkoCare Life Sciences i Uniwersytecie Linköping. Wykazali, że ich implanty są mocne i odporne na degradację oraz mogą w pełni przywrócić pacjentom wzrok dzięki małoinwazyjnej operacji.
Rogówka to przezroczysta, kopułowata warstwa znajdująca się z przodu oka, odpowiedzialna za skupianie wpadającego światła przez źrenicę. Kiedy jego struktura ulegnie uszkodzeniu lub chorobie, wynikająca z tego utrata przezroczystości i zdolności refrakcji często powoduje ślepotę.
Obecnie szacuje się, że wady te dotykają około 12.7 miliona ludzi na całym świecie. Każdego roku pojawia się milion nowych przypadków, które w nieproporcjonalny sposób dotykają ludzi w krajach o niskich i średnich dochodach. Chociaż schorzenia te można leczyć za pomocą przeszczepów, obecnie dostępna jest tylko jedna rogówka na każdych 70 pacjentów, którzy jej potrzebują, co stwarza pilną potrzebę lepszego dostępu.
Sztywne, przejrzyste konstrukcje
Rogówki składają się głównie z kolagenu. Jest to białko zbudowane z mocnych włókien molekularnych, każde o średnicy około 100 nm. Tworząc silne wiązania chemiczne, czyli „wiązania poprzeczne”, z sąsiednimi włóknami, łączą się one ściśle ze sobą, tworząc sztywne, przezroczyste struktury.
W jednym z poprzednich badań zespół Rafata miał na celu odtworzenie tych połączeń poprzecznych przy użyciu luźnego ludzkiego kolagenu. Jednak to podejście ma wady. Implanty można było produkować jedynie w małych ilościach, były słabe mechanicznie, szybko ulegały degradacji i można je było wszczepić jedynie w wyniku inwazyjnej operacji, której gojenie trwało długo.
W swoim najnowszym badaniu naukowcy zajęli się tymi ograniczeniami, stosując kolagen klasy medycznej pochodzący ze świńskiej skóry: oczyszczony produkt uboczny przemysłu spożywczego. Aby poddać obróbce ten luźny kolagen, badacze zastosowali kombinację technik chemicznych i fotochemicznych w celu utworzenia solidnych wiązań poprzecznych między włóknami.
Mocny i stabilny
Ich podejście poprawiło wytrzymałość, stabilność i odporność materiału na degradację, nie rezygnując przy tym z jego zdolności do przepuszczania i załamywania światła widzialnego. Oznaczało to, że ich sztuczne rogówki można było przechowywać nawet przez dwa lata przed wszczepieniem. Zapewnia to mnóstwo czasu na transport rogówek do regionów słabiej rozwiniętych, gdzie zapotrzebowanie jest często najwyższe. Co więcej, implant można wprowadzić do istniejącej rogówki pacjenta poprzez niewielkie nacięcie, dzięki czemu zabieg jest znacznie mniej inwazyjny.
Lepki biomateriał może naprawić uszkodzenia rogówki u pacjentów
Po wstępnych testach technikę wdrożyli chirurdzy w Iranie i Indiach, którzy wszczepili leczony kolagen do oczu 20 pacjentów z chorą lub uszkodzoną rogówką. Przez kolejne dwa lata ani jeden pacjent nie zgłosił żadnych skutków ubocznych operacji. Implanty nie tylko zostały łatwo zaakceptowane przez ich ciała, ale także przywróciły normalną grubość i krzywiznę rogówek.
Po dwóch latach wszystkich 14 pacjentów, którzy przed operacją byli całkowicie niewidomi, zostało całkowicie wyleczonych, a trzech uzyskało nawet doskonały wzrok 20/20. Bazując na tym sukcesie, zespół Rafata ma nadzieję, że nowe podejście może doprowadzić do przełomu w możliwościach leczenia wielu osób pilnie potrzebujących nowej rogówki – przywracając wzrok milionom ludzi w krajach rozwijających się.
Badania opisano w Nature Biotechnology.
