Onderzoekers van het Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) van de Universiteit van Kyoto hebben een apparaat ontwikkeld dat vloeistoffen over hoornvliescellen verplaatst, op dezelfde manier als de beweging van tranen met een knipperend oog. De wetenschappers hopen dat hun bevindingen, gerapporteerd in het journaal Lab op een chip , zal helpen bij het verbeteren van de ontwikkeling en het testen van geneesmiddelen voor oogheelkunde, en een beter begrip te krijgen van hoe knipperen het hoornvliesoppervlak beïnvloedt.

Het hoornvlies is de transparante schijf die het centrale oppervlak van het oog bedekt. Het fungeert als een beschermende barrière tegen stof, bacterieën, en andere potentieel schadelijke objecten.

Een manier waarop wetenschappers oogmedicijnen testen, is door ze in konijnenogen toe te dienen. Maar konijnen knipperen beduidend minder dan mensen, dus medicijnen hebben meer kans om het hoornvlies van het konijn te doordringen en in het oog te komen. Alternatief, wetenschappers gebruiken kleine putjes met menselijke hoornvliescellen. Maar ook hier de cellen worden niet blootgesteld aan de normale omgeving van een levend menselijk oog.

De farmaceutische wetenschapper Rodi Abdalkader van de Universiteit van Kyoto en micro-ingenieur Ken-ichiro Kamei werkten samen om een ​​apparaat te ontwikkelen dat deze problemen oplost. Ze hebben een apparaat 3D geprint dat vier bovenste en vier onderste kanalen bevat, gescheiden door een helder polyester poreus membraan. Hoornvliescellen worden geïncubeerd in elk bovenste kanaal bovenop het membraan. Na zeven dagen, ze vormen een barrière van cellen die de bovenste en onderste kanalen scheidt. Vloeistof wordt vervolgens door het apparaat bewogen om de druk na te bootsen die aan één kant van het hoornvlies wordt uitgeoefend door een knipperend ooglid en bewegende tranen, en aan de andere kant door de vloeistof van het binnenoog.

interessant, ze ontdekten dat deze beweging de vorm van de cellen veranderde en de productie van filamenten verhoogde, die bekend staan ​​om het flexibel en elastisch houden van de hoornvliescellen.

"Het was echt interessant om te ontdekken dat een oogknipperachtige stimulus een directe biologische impact heeft op deze cellen, " zegt Abdalkader. "We knipperen vaak en onbewust de hele tijd. Met elke knipper, een schuifspanning wordt uitgeoefend op de hoornvliesbarrière die ervoor zorgt dat het afweersysteem van het hoornvlies vezelachtige filamenten afscheidt, zoals keratine, om de effecten van de stress te overwinnen."

Het apparaat emuleert niet alleen het knipperen van mensen tijdens het gebruik van menselijke cellen, maar het maakt het ook mogelijk om tegelijkertijd vier verschillende monsters onder vergelijkbare omstandigheden te testen.

"Wij geloven dat dit platform de weg zal effenen voor een betere ontwikkeling van oculaire geneesmiddelen, en verder onderzoek naar de effecten van de schuifspanning veroorzaakt door oogknipperen op het oogoppervlak, ' zegt Abdalkader.