冰块托盘支架是下一步在返回眼前受伤的视网膜

全世界数以百万计的人受到黄斑变性等疾病或事故,永久地损害他们的视网膜内的感光器官,使视觉。

的人体这些感光细胞不能再生,但新进展,威斯康星-麦迪逊大学的医学研究人员和工程师可以提供希望对那些患有视力丧失。bob88体育平台登录今天在杂志上他们描述他们的工作科学的进步。

威斯康辛大学麦迪逊分校的研究人员取得了新的感光细胞从人类多能干细胞。然而,它仍然具有挑战性的精确传递这些感光细胞在病变或受损的眼睛,这样他们就可以适当的连接形式,主任David Gamm说麦克弗森眼科研究所和眼科及视觉科学教授威斯康辛大学医学与公共卫生学院。

”,这是一个突破能够使备用parts-these photoreceptors-it仍然是必要的,这样他们就可以让他们正确的地点有效重建视网膜,”他说。“所以,我们开始思考,我们如何能使这些细胞以更智能的方式吗?这是当我们伸出我们的世界级的威斯康辛大学麦迪逊分校的工程师。”

Gamm正在与同事合作Shaoqin (Sarah)锣,生物医学工程教授威斯康辛研究所发现教员和生物材料专家和Zhenqiang(杰克)妈,电气和计算机工程教授和专家的半导体实验室先进的微型和纳米加工经验。在一起,他们的研究小组已经开发出一种micro-molded脚手架感光“补丁”设计为受损或病变视网膜下植入。

2018年,首次团队开发可生物降解聚合物支架与wine-glass-shaped毛孔的感光细胞。然而,设计不是最佳的,因为它不能适应许多光感受器在每个毛孔。

在这第二代脚手架,团队选择了一个“冰块托盘”设计,可容纳三倍细胞同时减少的生物材料用于脚手架更快地促进降解的合成材料在眼睛。

龚和她的团队,由研究生Ruosen (Alex)谢,筛选一长串的潜在生物材料在保利(glycerol-sebacate)决定之前,或动力,这种材料是兼容视网膜后,可以安全地促进身体的新陈代谢,会退化。龚实验室优化配方和进一步发展固化过程实现理想的材料属性使支架。

“我们想要的材料是非常强,”研究生和co-first作者埃里森路德维希说谁在Gamm的实验室工作,”的眼睛,它会很快降低了大约两个月。这是人类视网膜的理想。”

制作过程中所需的机械强度的支架和精确的维度是由co-first作者Inkyu Juhwan李,李和研究生在马英九的实验室工作。实现高度有序的3 d冰块tray-shaped微观结构可生物降解和生物相容性后卫电影在微米大小的特性,他们开发了多步micro-molding柔性聚合物电影技巧可以转移模式。

最后支架制造工作是乏味和令人烦恼的交易。骨折和缺陷发生在软支架在微模具的拆卸,呈现微模具不能动手术的进一步投入使用Inkyu李最终发现浸泡支架在异丙醇使它释放干净。

“制造过程创建一个支架与微米大小的特性包括很多person-dependent技术处理技能,这使得支架的生产质量统一的困难,”他说。“我想实现可重复的东西不管操作员的处理技巧。我是开明的,后卫在异丙醇聚合物膨胀。利用这个性质最终促进释放支架的微模具。”

使用这种方法,马英九的实验室能够可靠地卸下的脚手架微模具没有表面缺陷和保留模具的微观结构,维护模具表面完整性以便重用。最后,显微镜揭示了制造技术是成功的,可靠地复制一个完美的冰块tray-shaped支架能够持有超过300000感光细胞的面积大约人类黄斑视网膜的中心。

“总的来说,结果是非常令人兴奋且意义重大,”马说。“一旦我们算出了配方,立即大规模生产成为可能,和商业化将会非常容易。的制备方法可以用来创建许多其他类型的软脚手架各种生物医学应用,复杂的组织工程等。”

团队已经披露了支架的结构和制造方法来威斯康辛校友研究基金会,提起专利申请。

团队计划继续优化其支架的形状,为更快的生产制造技术和bio-resorbable材料以满足未来手术需求。同时,当前迭代的脚手架补丁几乎准备好手术在大型动物测试。如果成功,补丁最终会在人类身上进行测试。

“我们希望这些早期的一代视网膜补丁将是安全的和视力恢复一些。然后我们可以创新和改进的技术和结果随着时间的推移,“Gamm说。“我们没有从超级计算机在我们的手腕和我们不会首先在我们第一次尝试完全消除失明。但是我们很兴奋在这个方向上迈出了一大步。”