«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 03 (10)

По меньшей мере 10 миллионов человек во всем мире слепы из-за больных роговых оболочек глаза. Единственный способ помочь этим людям — пересадка роговицы от мертвого человека. Но это не самый надежный путь излечения. Теперь — появилась удивительная альтернатива.

Примерно 20 % пересаженных от мертвых доноров роговиц отторгаются реципиентами. Эту проблему могли бы решить искусственные роговицы, да только их создание оказалось задачей едва ли не более сложной, чем создание искусственного хрусталика. Потому творение американских ученых можно смело назвать переворотом в данной области.

Специалисты по инженерной химии и медики из университета Стэнфорда разработали искусственную роговицу, отличающуюся от всех прежних попыток создания таких материалов уникальными параметрами: как оптическими, так и биологическими. Тут надо сказать, что над искусственной роговицей работают независимо несколько групп в разных странах. Более того, есть даже образцы, уже применяющиеся в медицине. Однако, очевидно, свойства этих роговиц недостаточно хороши, ибо используют их в самых крайних случаях: как последнюю надежду, только тогда, когда отторжена роговица донорская. Стэнфордцы же надеются, что их творение заменит трансплантацию роговиц от трупов практически полностью. А это важно хотя бы из-за постоянной нехватки донорских органов.

Чтобы изготовить эту синтетическую роговицу, отличающуюся тончайшей выверенной структурой, авторы изобретения применяли последние достижения химии, наряду с фотолитографией

Столь крупное достижение стало возможным благодаря междисциплинарному подходу — исследования грех ученых соединили вместе химию, нанотехнологию, биологию и медицину. Команда, совершившая прорыв, — это инженер-химик Куртис Фрэнк, медик и химик-технолог Дэвид Мюн и офтальмолог Кристофер Та. Они создали необычный материал, получивший название Duoptix. Это гидрогель сложного состава, в котором доля воды может достигать 80 %, что идентично содержанию воды в человеческих тканях. В гидрогеле есть твердая фаза, и здесь это — спроектированная трехмерная сеть сложной формы. Причем авторы сплели в искусственной роговице два разных материала. Один из них — полиэтиленгликоль. Он сопротивляется накоплению поверхностных белков и воспалению ткани. Второй — полиакриловая кислота, которую авторы сравнивают с впитывающим воду материалом в подгузниках.

“Представьте себе рыболовную сеть, но трехмерную, — говорит Фрэнк. — Это прочный и эластичный материал”. Потому новая искусственная роговица прекрасно выдерживает процедуру имплантации — пришивание к глазу. Важно еще и то, что новый биологически совместимый гидрогель очень прозрачен и проницаем для питательных веществ, включая глюкозу, любимую “пищу” роговой оболочки.

Двойная структура полимерной роговицы придумана очень изящно. Центральный диск — чист и прозрачен. А окружающий его “гравированный” круг насыщен мельчайшими порами, приманивающими живые клетки из тканей, окружающих имплантат. Прибывающие клетки охотно размножаются и вырабатывают коллаген, надежно соединяющий вживленную искусственную роговицу с глазным яблоком пациента. А снаружи на диске роговицы вырастает тончайший слой прозрачных клеток эпителия.

Сначала американские ученые проверили гидрогель Duoptix на токсичность для живых клеток. Затем провели опыты по вживлению искусственной роговицы животным. В течение восьми недель после операции у животных не возникало никаких проблем с воспалением или отторжением имплантата. А материал синтетической роговицы остался совершенно прозрачным. Более длительные испытания — следующий шаг исследователей.

Кстати, преимущества новой роговицы 100 % биологической совместимостью и возможностью массового изготовления не исчерпываются. Искусственную роговицу можно сделать идеально выверенной формы, и работает она почти сразу.

Известно, что роговицы защищают глаза от пыли и микробов. Они также действуют как внешняя линза глаза, обеспечивая большую долю его суммарных оптических свойств. Понятно, что от удачных свойств искусственной роговицы будет зависеть ее успех в медицинской отрасли. Однако описание этого достижения и разъяснение его важности для медицины, выложенное на сайте университета, начинается не с оптики или биологии, а со слов: “Если глаза — “окна души”, роговые оболочки — стекла в этих окнах”.

Очень образно.

Добавить тут нечего.

Крупный снимок наглядно показывает, что новая роговица — не просто полимерный кружок, а настоящее произведение искусства

• ИСТОРИЯ И АРХЕОЛОГИЯ

Колос российской истории

Седевич Ю.