Zeci de milioane de oameni din întreaga lume suferă de afecţiuni ale corneei şi doar o mică parte dintre ei sunt eligibili pentru un transplant de cornee. Operaţiile de transplant reprezintă standardul de aur actual pentru afecţiunile care duc la subţierea corneei, cum ar fi keratoconus, o boală oculară care duce la pierderea vederii. Acum, o inovaţie inspirată de natură ar putea reprezenta o nouă abordare de tratament pentru repararea corneei în astfel de boli oculare.
Un biomaterial injectabil activat de impulsuri de lumină albastră de energie joasă are un potenţial major pentru repararea stratului exterior al ochiului, potrivit unei echipe de cercetători de la universitatea din Ottawa.
Ghidate de designul biomimetic - inovaţie inspirată de natură - rezultatele echipei multidisciplinare de cercetători arată că un nou material activat de lumină ar putea fi utilizat pentru a remodela şi îngroşa în mod eficient ţesutul deteriorat al corneei, promovând vindecarea şi recuperarea ochiului.
„Tehnologia noastră reprezintă un progres important în domeniul reparării corneei", a declarat dr. Emilio Alarcon, profesor la facultatea de medicină a universităţii din Ottawa şi cercetător în cadrul grupului BioEngineering and Therapeutic Solutions (BEaTS) de la Institutului de cardiologie al UOttawa.
„Suntem încrezători că aceasta ar putea deveni o soluţie practică pentru tratarea pacienţilor care trăiesc cu boli care au un impact negativ asupra formei şi geometriei corneei, cum este şi afecţiunea keratoconus - o boală degenerativă puţin înţeleasă, care se manifestă prin deformarea şi subţierea progresivă a corneei", a precizat medicul.
Corneea este suprafaţa protectoare a ochiului, situată în faţa irisului şi a pupilei. Aceasta controlează şi direcţionează razele de lumină în ochi şi ajută la obţinerea unei vederi clare. În mod normal, este transparentă, dar rănirea sau infectarea sa poate duce la cicatrizarea ţesutului corneei.
(Un biomaterial injectabil activat de impulsuri de lumină albastră de joasă energie a indicat un potenţial major pentru repararea la faţa locului a stratului exterior al ochiului. Credit: Facultatea de Medicină, Universitatea din Ottawa, Canada)
Biomaterialele concepute şi testate de echipă sunt alcătuite din peptide scurte şi polimeri naturali numiţi glicozaminoglicani. Sub forma unui lichid vâscos, materialul este injectat în ţesutul corneei după o intervenţie chirurgicală care creează un mic buzunar.
Atunci când este activat cu lumină albastră de joasă energie, hidrogelul injectat pe bază de peptide se întăreşte în câteva minute, formând o structură 3D asemănătoare ţesutului corneei. Potrivit dr. Alarcon, aceasta devine un material transparent cu proprietăţi similare celor din corneea de porc.
Experimentele in vivo efectuate pe un model de şobolan au indicat că hidrogelul activat de lumină poate îngroşa corneea fără efecte secundare.
Echipa de cercetare - care a folosit o doză de lumină albastră mult mai mică în comparaţie cu cea folosită în alte studii - a testat, de asemenea, cu succes tehnologia pe un model ex vivo de cornee de porc.
Oamenii de ştiinţă urmează să testeze procedeul pe modele mari de animale înainte de testele clinice pe oameni.
Materialul a fost proiectat pentru a absorbi energia luminii albastre care declanşează asamblarea pe loc a materialului într-o structură asemănătoare corneei.
„Anticipăm că materialul va rămâne stabil şi va fi netoxic în corneea umană", spune dr. Alarcon, al cărui laborator de la UOttawa se concentrează pe dezvoltarea de noi materiale cu capacităţi regenerative pentru ţesuturile inimii, pielii şi corneei.
Cercetarea a durat peste şapte ani.
„A trebuit să proiectăm fiecare parte a componentelor implicate în această tehnologie, de la sursa de lumină până la moleculele utilizate în studiu", a explicat dr. Alarcon.
Tehnologia a fost dezvoltată pentru a putea fi utilizată în mediul clinic, ceea ce înseamnă că toate componentele trebuie să fie proiectate pentru a putea fi fabricate urmând standarde stricte de sterilitate.
Pe baza rezultatelor cercetării, oamenii de ştiinţă au depus o cerere de brevet pentru această tehnologie.
Lucrarea echipei a fost publicată pe 19 iulie, în Advanced Functional Materials.
