导读：眼角膜失明是一个被忽视但影响深远的全球健康问题。全世界有超过1270万人正在等待角膜移植，这些人因为疾病、受伤或感染失去了部分甚至全部视力。由于缺乏眼库、器官捐赠意识薄弱以及医疗基础设施不足，许多需要角膜移植的患者根本得不到治疗。即使在发达国家，严格的医学标准和高昂的储存成本也让供体角膜变得稀缺。现在出现了这样一个项目，用3D打印技术制造人工眼角膜，有望解决上述挑战。



      2025年4月，欧盟投资了一项名为KeratOPrinter 的创新项目。这个项目利用3D生物打印技术，开发出功能齐全且与人体兼容的人工角膜，彻底改变了传统依赖捐赠角膜的模式。
KeratOPrinter项目由芬兰坦佩雷大学的Heli Skottman教授领导，作为一名在再生医学和眼科生物学领域深耕多年的专家，她对这一项目的成功充满信心。Skottman教授表示：“我们组建了一个世界级的团队，目标是开发一种创新的生物打印技术，能够以安全、可扩展的方式生产标准化、低免疫原性的全层角膜。”对她来说，这不仅是一项技术突破，更是一种道德责任。她希望通过这项技术，减轻因角膜失明给全球带来的巨大负担，并帮助数百万患者重获光明。
3D生物打印技术：如何“打印”出角膜？
      KeratOPrinter的核心技术是3D生物打印。与普通3D打印不同，这种技术使用的是“生物墨水”——一种由活细胞和生物相容性材料混合而成的特殊材料。以下是具体的工作流程：


△使用先进的 3D 打印机逐层构建角膜，精确控制曲率和细胞排列。打印完成后，组织在专门的孵化器中进行后处理，以保持最佳成熟条件，直到准备好移植。为增强此工作流程，整个系统集成了 AI 驱动的质量控制，可自动评估每个打印角膜的结构完整性、光学清晰度和功能强度，确保一致的高质量结果。

●干细胞编程 ：科学家从患者或通用供体中提取干细胞，并将其转化为特定类型的角膜细胞。
●定制生物墨水 ：细胞与特制的生物墨水结合，模拟天然角膜的力学和光学特性。
●逐层打印 ：通过先进的3D打印机，逐层构建角膜组织。每一层的曲率和细胞排列都经过精确控制，确保打印出的角膜与天然角膜高度相似。
●后处理与成熟 ：打印完成后，角膜会被放入专门的孵化器中培养，直到其达到最佳状态。
●质量检测 ：整个系统配备了AI驱动的质量控制系统，自动评估每个角膜的结构完整性、光学清晰度和功能强度，确保一致性。
●全层角膜打印：更接近自然的功能
      以往的角膜再生技术通常只能重建部分层（如上皮层或基质层），而KeratOPrinter则能打印出完整的三层角膜，这种全层打印模仿了天然角膜的外观，实现了复杂的生物力学特性，包括柔韧性、透光率和抗拉强度：
●上皮层 ：保护眼睛免受外界伤害；
●基质层 ：提供角膜的强度和透明度；
●内皮层 ：维持液体平衡，保证角膜清澈。



低免疫原性与功能性：确保安全与高效
       人眼极其敏感，即使是轻微的免疫反应也可能导致移植失败。为了减少免疫排斥的风险，KeratOPrinter使用患者自身的干细胞或低免疫原性供体细胞进行打印。这种方法让移植后的角膜更容易被接受者的身体接受，同时减少了免疫抑制药物的使用。每个打印出的角膜都会经过严格的功能性测试，包括光学清晰度、抗拉强度、保湿性和透光率等指标，达到符合天然角膜的标准。
为了保证运输过程中的活性，打印好的角膜会在高科技便携式培养箱中培养。培养箱配有二氧化碳和温度调节装置，能够模拟实验室环境，确保角膜在运输过程中保持健康和活力。
市场路线图：从实验室到临床应用
       KeratOPrinter项目严格遵循良好生产规范（GMP）（管理生物医学产品质量和安全的国际标准）。从细胞采购到最终产品测试，每一步都有详细的质量记录，确保每一个打印出的角膜都符合临床要求。
     为了进一步提高效率，项目引入了人工智能辅助的质量控制系统。这些系统可以自动分析每个角膜的成像数据，评估其结构完整性和功能强度，并标记潜在缺陷。如果发现问题，系统会自动调整打印参数或移除不合格样本。
      目前，KeratOPrinter团队正在积极准备获得欧盟监管部门的批准。他们计划在实验室环境中进行临床前测试，验证生物打印角膜的安全性和有效性，并与医院合作启动试点移植程序。如果一切顺利，这些实验室生成的角膜有望在未来3到5年内投入临床使用。


△合作伙伴
未来的可能性：超越角膜的再生医学
虽然目前的重点是角膜，但KeratOPrinter的技术平台具有广泛的应用潜力。未来，这项技术还可以用于打印其他眼部组织，例如：
●视网膜贴片 ：治疗老年性黄斑变性；
●结膜组织 ：修复严重的眼外伤；
●巩膜组织 ：进行眼部重建手术。
点评
     KeratOPrinter不仅仅是一项技术创新，更是一场伦理与社会责任的实践。研究者通过3D生物打印技术有望解决眼角膜短缺问题，为数百万患者带来了重见光明的希望。这项研究也展示了跨学科合作的力量，为未来的医疗创新树立了典范。或许有一天，我们不再需要等待捐赠者，而是可以直接“打印”出适合每位患者的个性化角膜！

(责任编辑：admin)

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