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每天花8小時(shí)或更長時(shí)間盯著電腦屏幕的人可能會注意到他們的眼睛變得疲倦或干燥，如果這些情況嚴(yán)重，他們最終可能會患上干眼?。?/span>DED）。

DED是一種常見疾病，FDA批準(zhǔn)的藥物選擇卻并不多，部分原因是難以對人眼的復(fù)雜病理生理進(jìn)行建模。來自賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員在一個(gè)芯片上創(chuàng)造了一個(gè)人造眼睛——它將可以改變?nèi)藗冄芯垦劬Φ姆绞?。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在了《Nature Medicine》上。

據(jù)悉，這一眼睛是眼科醫(yī)生和生物工程師合作的成果，其在一個(gè)硬幣般大小、八角形透明芯片上打造。中心是一個(gè)含有角膜層細(xì)胞的隱形眼鏡狀支架，“眼瞼”則是一個(gè)長方形的明膠，它可以通過在支架上滑動來模仿眨眼，眼睛上方的小通道則提供了一種產(chǎn)生眼淚的途徑。

該研究由賓大生物工程系副教授Dan Huh和研究生Jeongyun Seo領(lǐng)導(dǎo)。

Huh的實(shí)驗(yàn)室專注于創(chuàng)建芯片上的器官，提供微工程體外平臺，以模仿他們的體內(nèi)對應(yīng)物，包括今年5月發(fā)射到太空的肺和骨髓代謝物來研究宇航員的疾病。該實(shí)驗(yàn)室花了數(shù)年時(shí)間對芯片進(jìn)行微調(diào)，并因?yàn)槠湓谒幬?、化學(xué)品和化妝品的無動物測試方面取得的成績獲得過各種獎項(xiàng)。

為了構(gòu)建他們的芯片，Huh的團(tuán)隊(duì)從一個(gè)多孔“支架”開始，這個(gè)支架采用3D打印設(shè)計(jì)，大小相當(dāng)于一角硬幣的大小和隱形眼鏡的形狀，他們在上面生長人眼細(xì)胞。 角膜細(xì)胞生長在腳手架的內(nèi)圈上，染成黃色，結(jié)膜細(xì)胞（覆蓋人眼白色部分的特化組織）生長在周圍的紅色圓圈上。 一塊明膠充當(dāng)眼瞼，以與人眨眼相同的速率在眼睛上機(jī)械滑動。 通過淚管喂養(yǎng)，染成藍(lán)色，眼瞼在人眼上涂抹人工淚液分泌物，形成所謂的淚膜。

對于患有DED的人來說，淚膜的蒸發(fā)速度比補(bǔ)充的更快，導(dǎo)致炎癥和刺激。DED影響了全世界約14％的人口，但自2010年以來200個(gè)臨床藥物試驗(yàn)失敗，目前只有兩個(gè)FDA批準(zhǔn)的藥物用于治療，因此開發(fā)新療法的難度非常大。

在正常和DED誘導(dǎo)環(huán)境中確認(rèn)了他們的芯片上能夠反映人眼表現(xiàn)的能力之后，Huh的團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向制藥行業(yè)尋找有希望的DED候選藥物來測試他們的模型。他們即將推出的一種基于潤滑素的藥物，這種蛋白質(zhì)主要存在于保護(hù)關(guān)節(jié)的潤滑液中。

“雖然我們剛剛展示了概念驗(yàn)證” 研究者說，“我希望我們的芯片級平臺進(jìn)一步發(fā)展并用于藥物篩選以外的各種應(yīng)用，例如隱形眼鏡和未來的手術(shù)測試。我們特別自豪的是，我們的工作提供了一個(gè)非常罕見的跨學(xué)科工作范例，包括從新型生物工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造到復(fù)雜人類疾病的體外建模到藥物測試的廣泛研究活動?！?o:p>

文章來源：互聯(lián)網(wǎng)

文章排版：深圳視普泰驗(yàn)光師培訓(xùn)學(xué)校

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