ニューヨーク大学「バイオファブリケーション」:二重架橋相互浸透ネットワークハイドロゲル 3D プリント生体模倣角膜実質

ニューヨーク大学「バイオファブリケーション」:二重架橋相互浸透ネットワークハイドロゲル 3D プリント生体模倣角膜実質
出典: EngineeringForLife

世界では、角膜失明は失明原因の第3位であり、1,270万人が角膜移植を待っています。この問題は、角膜移植組織の世界的な不足によってさらに悪化しています(2012 年には、角膜組織移植を受けた患者は 70 人中 1 人のみでした)。角膜の提供と眼球バンクの不足により、約 70 か国が移植用の角膜組織の輸入に完全に依存しており、世界人口の 53% が移植を受けることができません。したがって、角膜移植の代替手段が緊急に必要とされています。

この研究では、米国ニューヨーク大学のサンジャイラジ・ヴィジャヤヴェンカタラマン氏と彼のチームが、デジタル光処理(DLP)技術を使用して角膜実質等価物(CSE)をバイオプリントするための、ゼラチンメタクリロイル(GelMA)と酸化カルボキシメチルセルロース(OxiCMC)の二重架橋インクで構成された相互浸透ネットワーク(IPN)を初めて報告しました。

図 1 GelMA-OxiCMC ハイドロゲルの配合とデジタル光処理による生体模倣角膜実質相当物の 3D バイオプリンティングの模式図 図 2 GelMA の合成と相互浸透ネットワークを形成するための光架橋の模式図 要点:
(1)CMC中のアルデヒド官能基は、GelMAのリジン残基中の遊離アミンと反応して、シッフ塩基反応によりイミン結合(C=N)を形成し、その後、紫外線にさらされると、ハイドロゲル中の光開始剤によって光重合プロセスが開始され、二重IPNが形成される。

(2)デュアルIPNはGelMAの機械的特性を強化し、最適な透明性を維持しながら、合成生体材料、ナノ粒子、または有毒な架橋剤を使用せずに、天然の角膜実質をよりよくシミュレートすることを可能にします。

(3)レモンイエロー光吸収剤を使用することで印刷の忠実度が向上し、DLPベースの印刷の高い再現性と精度が確保され、自然な角膜実質の曲率をシミュレートします。

要約すると、GelMA-OxiCMC を組み合わせたバイオインクは、角膜実質相当物の 3D バイオプリンティングに大きな可能性を示しており、角膜移植の新しい代替手段を提供します。

参考文献:
https://doi.org/10.1088/1758-5090/adab27

ハイドロゲル、生物学的

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