瑞士Empa与苏黎世大学等机构联合启动3D打印人工角膜研究，致力于利用水凝胶材料和精密打印技术，打造可替代人类角膜的生物植入物。该项目有望解决全球角膜捐献短缺问题，帮助因角膜损伤或疾病导致视力受损的人群重获光明。研究团队计划在后期结合干细胞技术，促进角膜自我修复，为未来无缝角膜移植和视觉恢复带来新突破。
瑞士开始最新的人造角膜3D打印研究
瑞士的科学家们已经开始利用3D打印技术开发人工角膜，这一项目未来有望帮助修复眼部损伤，并为因角膜疾病或受伤而视力受损的人恢复视力。
该项目由瑞士材料科学与技术联邦实验室（Empa）牵头，并与苏黎世大学、苏黎世动物医院以及荷兰拉德堡德大学合作进行。据报道，Empa生物界面实验室负责人马库斯·罗特玛（Markus Rottmar）表示，这项研究仍处于早期阶段。项目大约在一个半月前启动，预计还需要数年时间，3D打印植入物才能准备好进入临床使用。
Empa研究员连·乐（Hien Le）正在研发一种由水凝胶制成的人工角膜，用于帮助视力受损人群。图片来自Empa。
减少对捐献角膜的依赖
角膜是覆盖眼睛前部的透明穹顶状层，起到关键作用，将光线聚焦到视网膜上，从而实现清晰的视觉。当角膜因受伤、感染或疾病而受损时，会导致严重的视力问题，甚至失明。全球数百万人受到这类疾病的影响，但合适的捐献角膜依然极度短缺。
为了解决这一短缺问题，由瑞士主导的研究团队旨在制造一种能模拟天然角膜结构和功能的合成替代品。这种人工植入物将由结合胶原蛋白和透明质酸的水凝胶制成，这两种物质都天然存在于人体内。胶原蛋白提供强度和结构，而透明质酸有助于保持水分并支持组织修复。
通过使用3D打印技术，研究团队能够根据个体眼睛的精确曲率和尺寸定制每一个植入物。这种精度预计将使外科医生能够在无需缝合的情况下无缝修复角膜缺损，从而可能缩短手术时间，并降低术后感染、疤痕或炎症等并发症的风险。
从长远来看，研究人员还计划将来源于患者自身眼部的干细胞整合进打印材料中。这些细胞可能会在植入后促进眼睛自我修复，从而提高角膜成功恢复和长期稳定性的可能性。
在完成初步开发阶段后，团队将进入临床前测试阶段，以评估植入物的安全性和性能，然后才会启动人体临床试验。Empa确认，该项目已获得私人基金会的资金支持。
3D打印角膜的最新进展
利用生物打印技术修复视力、治疗角膜损伤，已经成为全球研究的主要方向之一。
例如，来自印度L V Prasad眼科研究所、印度理工学院海得拉巴分校（IIT Hyderabad）以及细胞与分子生物学中心的研究人员，成功地在动物实验中测试了印度首个3D打印人类角膜。该植入物使用由人类捐献组织制成的生物墨水（bio-ink）打印而成，完全不含任何动物或合成材料。
科学家们的3D打印角膜移植。图片来自《印度时报》。
当这种角膜移植到兔子的眼睛中时，证明其在光学和物理特性上均适合用于视力恢复。该角膜由去细胞化的角膜基质与干细胞共同构建的生物打印水凝胶组成，能够支持基质再生并保持自然曲率，这标志着印度在人造角膜移植领域迈出了通向经济、伦理可行的重大一步。
来自浦项工科大学（Pohang University of Science and Technology）和庆北国立大学医学院（Kyungpook National University School of Medicine）的研究人员，也成功地使用角膜组织来源的生物墨水生物打印出人工角膜。该生物墨水由去细胞化的角膜细胞外基质制成，具有剪切变稀特性，使科学家能够在打印过程中通过控制剪切应力来调节胶原纤维排列。
通过调节喷嘴直径和流速，他们成功复制了角膜天然的晶格结构——这种结构对透明度至关重要。经过四周的体内实验，打印出的角膜重塑为类似人类原生组织的结构，表现出良好的透明性和生物相容性。
