Ο κερατοειδής χιτώνας βρίσκεται στο πρόσθιο τμήμα του ματιού και είναι υπεύθυνος για την ακριβή εστίαση των ακτίνων φωτός στον αμφιβληστροειδή, ο οποίος με την σειρά του μεταφράζει το φως σε οπτικό ερέθισμα. Επειδή ο κερατοειδής χιτώνας δεν προστατεύεται συνεχώς από τα βλέφαρα, είναι εκτεθειμένος και έτσι είναι εύκολο να τραυματιστεί ή να μολυνθεί με συνέπεια την θόλωση, παραμόρφωση ή και τη δημιουργία ουλών συντελώντας σε ελάττωση όρασης και σε ακραίες περιπτώσεις και τύφλωση.

Η μεταμόσχευσης κερατοειδούς χιτώνα (κερατοπλαστική), μπορεί να αποτελεί τη μοναδική λύση σε ορισμένες περιπτώσεις προκειμένου ο ασθενής να μην χάσει την όρασή του. Ωστόσο, τα μοσχεύματα κερατοειδούς δεν είναι εύκολο να βρεθούν και η λίστα αναμονής διεθνώς είναι μακρά.

Έτσι οι επιστήμονες έχουν εστιάσει τις προσπάθειές τους στην ανάπτυξη τεχνητών κερατοειδών χιτώνων. Υπάρχουν κάποιοι τεχνητοί που χρησιμοποιούν ανασυνδυασμένο κολλαγόνο ή είναι κατασκευασμένοι από χημικές ουσίες, όπως συνθετικά πολυμερή, με αποτέλεσμα να μην ενσωματώνονται καλά στο μάτι ή να μην είναι διαφανείς μετά την εμφύτευσή τους.

Ο Dong-Woo Cho, καθηγητής Μηχανολογίας, ο Jinah Jang καθηγητής Πληροφορικής και η Hyeonji Kim από το Πανεπιστήμιο POSTECH της Νότιας Κορέας συνεργάστηκαν με τον Hong Kyun Kim καθηγητή Οφθαλμολογίας στην Ιατρική Σχολή του Εθνικού Πανεπιστημίου Kyungpook και έφτιαξαν έναν τρισδιάστατα εκτυπωμένο τεχνητό κερατοειδή χιτώνα χρησιμοποιώντας βιο-μελάνη από βλαστοκύτταρα και στρώματα ιστών κερατοειδούς από τα οποία είχαν αφαιρεθεί τα κύτταρα.

Επειδή αυτός ο νέος τύπος τεχνητού κερατοειδή έχει προκύψει από βιο-μελάνη η οποία βασίζεται σε φυσιολογικό ιστό από κερατοειδή, αυτό τον κάνει βιο-ισοδύναμο με τον φυσιολογικό ενώ η τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης ανασυνθέτει το μικρο-περιβάλλον του κερατοειδούς, επομένως η διαφάνεια του είναι παρόμοια με του ανθρώπινου.

Όπως αναφέρεται σε σχετικό άρθρο στο Biofabrication, η διαφάνεια του κερατοειδούς χιτώνα είναι καίριας σημασίας για την οπτική οξύτητα. Και σ’ αυτό ακριβώς το σημείο έγκειται η μέχρι σήμερα δυσκολία να αναπτυχθεί ένας τεχνητός κερατοειδής που να έχει τη διαφάνεια του φυσιολογικού.

Ωστόσο, η ομάδα των ειδικών από τη Νότια Κορέα χρησιμοποίησε τη διατμηματική πίεση που παράγεται κατά την τρισδιάστατη εκτύπωση για να δημιουργήσει το πρότυπο του κερατοειδικού πλέγματος και έτσι κατάφεραν να αποδείξουν ότι ο τεχνητός κερατοειδής είναι βιοσυμβατός του φυσιολογικού. Επιπλέον κατάφεραν να κάνουν τις λεπτές ίνες κολλαγόνου, που αποτελούν βασικό δομικό συστατικό του κερατοειδούς, να αλλάξουν σχήμα κατά την εκτύπωση και να μοιάζουν με τις φυσιολογικές μετά από τέσσερις εβδομάδες.

«Καταφέραμε να φτιάξουμε έναν κερατοειδή που πληροί τα κριτήρια της διαφάνειας και της ασφάλειας για μεταμόσχευση. Πιστεύουμε ότι δίνουμε ελπίδα σε χιλιάδες ανθρώπους που κινδυνεύουν να χάσουν την όρασή τους λόγω βλαβών στον κερατοειδή τους», σημειώνει ο καθηγητής Jinah Jang.