Биоинженерам удалось создать роговичные импланты на основе кожи свиней, которые успешно перенесли двадцати пациентам. Импланты хорошо прижились и позволили значительно улучшить зрение у людей, страдающих тяжелыми заболеваниями глаз, что открывает новые возможности для лечения кератоконуса и аналогичных патологий.
Роговица представляет собой самый наружный слой глаза. Она имеет форму выпуклой поверхности, подобной стеклу часов, и служит для защиты радужки и зрачка. Заболевания роговицы относят к одной из самых распространенных причин потери зрения — из-за них ослепли более 17 миллионов людей по всему миру. Патологии могут нарушать форму роговицы, ее прозрачность, прочность или все это одновременно.
К заболеваниям этого типа относится кератоконус — дистрофическое изменение роговицы. При нем ее структура истончается, теряется эластичность, и роговица выпячивается вперед, принимая форму конуса, что и дало название этому заболеванию. Следует учитывать, что схожие изменения могут возникнуть и после проведения лазерной коррекции зрения.
Разработано несколько методов терапии — начиная от установки миниатюрных пластиковых колец и воздействия ультрафиолетовым излучением и заканчивая пересадкой роговицы, к которой прибегают при серьезных повреждениях. Для трансплантации чаще всего используется роговица, полученная от умерших доноров. Как можно предположить, такие процедуры могут приводить к осложнениям. В связи с этим, исследователи и врачи-офтальмологи разрабатывают искусственные заменители роговицы.
В данном вопросе зафиксирован значительный прогресс, который стал предметом отдельного исследования новая статья в журнале Nature Biotechnology. Ученые из Линчёпингского университета, расположенного в Швеции, разработали искусственные роговицы, используя коллаген, полученный из кожи свиней. Коллаген – это белок, состоящий из длинных, эластичных волокон, которые обеспечивают прочность различных тканей организма, в том числе роговицы. Тем не менее, коллаген в чистом виде не обладает достаточной жесткостью и склонен к разрушению.
Для улучшения характеристик коллагена ученые применили химические реагенты и ультрафиолетовое облучение, проведя процесс, известный как двойная сшивка коллагена. Этот метод предполагает создание поперечных химических связей между коллагеновыми волокнами, что аналогично вулканизации каучука при производстве резиновых изделий. Интересно, что для укрепления тканей роговицы у пациентов с заболеваниями также используют подобную химическую сшивку под воздействием ультрафиолета.
Усовершенствованные протезы получили наименование «биоинженерные конструкции на основе материала свиньи с двойной перекрестной сшивкой» (BPCDX).
В ходе первых клинических испытаний была проверена безопасность и эффективность имплантов. Искусственные роговицы были имплантированы двадцати пациентам из Ирана и Индии, страдающим тяжелой патологией зрения – у многих из них наблюдалась слепота до момента операции. Импланты успешно прижились и, в большинстве случаев, восстановили достаточно высокую остроту зрения. Подтверждением этому служат данные двух лет наблюдений за пациентами, которым была проведена операция, причем трое из них полностью восстановили зрение после потери зрения.
«Полученные данные свидетельствуют о возможности разработки биоматериала, соответствующего всем требуемым параметрам для имплантации, который можно будет использовать для лечения людей, производить в больших объемах и сохранять в течение двух лет, что позволит оказать помощь большему числу людей, страдающих нарушениями зрения», — утверждает Нил Лагали – профессор Линчёпингского университета. Специалист также рассчитывает, что их разработка позволит решить проблему дефицита донорских роговиц.
Новая методика является малоинвазивной, что снижает риски и упрощает ее выполнение по сравнению с пересадкой. При этом нет необходимости удалять ткани глаза пациента: имплант устанавливается непосредственно в них через небольшой разрез. Подобную операцию может выполнить даже хирург с ограниченным опытом, что дает надежду на улучшение зрения для жителей малообеспеченных стран и регионов.