1500万失明人的福音 全球首例3D打印人类眼角膜问世

　　浙江在线杭州6月4日讯（浙江在线编辑 金晨）英国科学家以供体干细胞、藻酸盐和胶原蛋白为原料，创造出一种特制的“生物墨水”，并首次采用3D打印技术打印出人眼角膜。这意味着，人类未来可获得无限供应的眼角膜。当然，这种眼角膜用于移植可能还需假以时日。

　　纽卡斯尔大学组织工程学教授车康恩(音译)领导的团队在近日出版的《实验性眼研究》杂志上报告称，他们将健康人士捐赠的眼角膜干细胞(眼角膜基质细胞)与藻酸盐、胶原蛋白混合，制造出一种能用于3D打印的“生物墨水”，随后使用一台廉价3D打印机，将生物墨水成功挤压成同心圆，最终形成人眼角膜的形状，整个打印过程不足10分钟。而且，研究表明，干细胞可以继续发育。

　　车康恩表示：“全球很多团队都在努力研制理想的生物墨水，希望使这一过程切实可行。我们的‘秘密武器’是藻酸盐和胶原蛋白混合而成的凝胶，其可以保持干细胞的活力，同时产生足够坚硬(可以保持其形状)又足够柔软(可从3D打印机的喷嘴挤出)的材料。”

　　研究人员也证明，他们可以通过扫描病人的眼睛获得数据，快速打印出大小和形状合适的眼角膜。

　　当然，车康恩也指出：“这种3D打印出来的眼角膜还需接受进一步测试，用于实际移植可能还需几年时间。但我们已经证明，使用从人眼获得的材料来打印眼角膜完全可行，这一方法有望解决全球眼角膜紧缺这一难题。”

　　作为人眼的最外层组织，眼角膜的主要作用是聚焦视线——如果把眼睛比喻为相机，眼角膜就是相机的镜头。目前可供移植的眼角膜极其短缺，全球约有1000万人需要手术来防治由于沙眼等疾病而导致的角膜盲；此外，由于烧伤、事故或疾病引起的角膜功能障碍，导致约500万人完全失明。

　　角膜严重短缺全球1500万患者等待治疗
　　英国快报在报道中称，全球有1500万患者必须需要通过手术来预防角膜的失明，但供移植的角膜量却存在严重的短缺。英国皇家国家盲人研究所（RNIBP）预计，仅在英国就有超过200万患者，即每30个人中就有一人存在不同程度的视力缺陷。

　　角膜的病症也是炎症、感染或其他眼疾引起的最常见的疾病之一。RNIBP表示示：“角膜的表面非常敏感，其含有许多神经末梢，甚至可以探测到极小的灰尘或绒毛。”

　　2016年2月发表在美国国家生物技术信息中心（NCBI）上的一份学术研究报告指出，2012年，研究人员在166个国家发现了184576例角膜移植手术，这些被移植的角膜是从储存在742个眼库中的283530个角膜中采购的。

　　该报告还指出，美国和斯里兰卡出口的可供移植角膜最多。新三板智库的研报指出：美国以完善立法与细致入微的管理不仅保证本国角膜移植供应，还将剩余角膜远输国外。美国的眼库之所以有余力向国外输出角膜，是因为法律规定交通意外死亡或在公立医院死亡的人，没有家属明确反对情况下其角膜一律捐献，法律使角膜捐献成为习惯。此外，斯里兰卡尽管是发展中国家，却约有二十分之一的人口签下角膜移植同意书，人均捐赠角膜数量领先全球。

　　NCBI的这份报告总结称，全球每70个角膜患者中，仅仅只有一人可以得到角膜移植，这足以说明全球可供移植角膜数量的严重短缺。所以学者提倡鼓励角膜捐献必须在所有国家继续进行，但发展角膜替代品或补充品的方案也必不可少。

　　以上种种数据表明，如果3D打印的角膜在未来数年时间内投入实际应用，并为全球提供不限量的可移植角膜，对全球1500万渴望重见光明的患者来说，无疑是天大的福音。

　　我国角膜盲存量患者超过400万 市场空间或超百亿

　　角膜病变主要分为四个发展阶段。

　　第一阶段：角膜病的早期，轻微感染，若能及时准确的用药治疗，可以治愈；

　　第二阶段：角膜溃疡期，主要通过用药维持，尚无修复材料应用；

　　第三阶段：角膜感染及时控制未击穿角膜，但造成角膜结构不可逆的破坏，视力下降或丧失，可以通过板层角膜移植重见光明；

　　第四阶段：感染击穿角膜，影响整个眼球，需要进行同种异体角膜全层移植手术。第三、第四阶段属于严重角膜疾病，也称角膜盲。

　　角膜疾病是全球第四大致盲病患，在中国更是第二位致盲眼病，不过角膜移植却可以使患者恢复视力，但可得到角膜移植治疗的患者，却只是极少数。据2008年第二次全国残疾人抽样调查统计，中国目前共有视力残疾1691万人，因角膜病致盲患者约400万人，其中70%可以通过角膜移植手术复明，然而每年只有不到5000例的移植手术。

　　从市场空间来看，第三阶段角膜病患者每年新增 7万人左右，存量患者约为200万人左右，考虑到存量患者市场教育和普及效率相对比较低，较难预估渗透率，假如只测算新增患者数量7万人，角膜修复材料的价格为1.5万元，则刚需市场空间至少为10亿元，再叠加部分存量患者人群的渗透，整体刚需市场空间约为几十亿元，甚至超过百亿元。

　　【新闻延伸】手持式3D皮肤打印机问世 或能取代传统植皮术

　　在医疗领域，3D打印做出的贡献远不止眼角膜。值得注意的是，3D打印技术最初是应用于模具制造、工业设计等领域，后逐渐用于一些产品的直接制造。在去年8月，世界首台3D人体打印机问世，它模拟身体组织和器官，使用生物墨水，让3D打印的器官与人体更加融合，可以打印鼻子、嘴巴等各类可移植器官。

　　近日，加拿大多伦多大学研究人员还开发出一款手持式3D皮肤打印机，可以打印皮肤组织，直接覆盖伤口，加速愈合，或能取代传统植皮术。

　　打印机可以在伤口喷射一层以蛋白质为基底的“生物墨水”，其中的胶原蛋白和血纤维蛋白发挥修复皮肤的作用。

　　研究人员在由最新一期《芯片实验室》发表的报告中写道，如果皮肤创面较深，也就是表皮层、真皮层和皮下组织这三层都受损，传统治疗方法是皮肤移植，要求有足够的健康供体皮肤，还经常出现愈合不良。3D生物打印技术为这类治疗提供了全新思路。英国天空新闻网援引研究牵头人阿克塞尔·冈瑟的话报道：“多数现有3D生物打印机比较笨重，工作速度慢，价格昂贵，不适用于临床使用。”他们开发的这款手持式打印机克服了这些弊病，重量不到一千克，操作前只需简单培训。

　　研究人员计划增强这款打印机的功能，使它能够覆盖创面更大的伤口，有朝一日开展临床试验，革新烧伤治疗。

　　（综合科技日报、中国青年网、新华网等消息）