每天花8小时或更长时间盯着电脑屏幕的人可能会注意到他们的眼睛变得疲倦或干燥，如果这些情况严重，他们最终可能会患上干眼病（DED）。
DED是一种常见疾病，FDA批准的药物选择却并不多，部分原因是难以对人眼的复杂病理生理进行建模。来自宾夕法尼亚大学的研究人员在一个芯片上创造了一个人造眼睛——它将可以改变人们研究眼睛的方式。相关研究报告发表在了《Nature Medicine》上。
据悉，这一眼睛是眼科医生和生物工程师合作的成果，其在一个硬币般大小、八角形透明芯片上打造。中心是一个含有角膜层细胞的隐形眼镜状支架，“眼睑”则是一个长方形的明胶，它可以通过在支架上滑动来模仿眨眼，眼睛上方的小通道则提供了一种产生眼泪的途径。
该研究由宾大生物工程系副教授Dan Huh和研究生Jeongyun Seo领导。
Huh的实验室专注于创建芯片上的器官，提供微工程体外平台，以模仿他们的体内对应物，包括今年5月发射到太空的肺和骨髓代谢物来研究宇航员的疾病。该实验室花了数年时间对芯片进行微调，并因为其在药物、化学品和化妆品的无动物测试方面取得的成绩获得过各种奖项。
为了构建他们的芯片，Huh的团队从一个多孔“支架”开始，这个支架采用3D打印设计，大小相当于一角硬币的大小和隐形眼镜的形状，他们在上面生长人眼细胞。 角膜细胞生长在脚手架的内圈上，染成黄色，结膜细胞（覆盖人眼白色部分的特化组织）生长在周围的红色圆圈上。 一块明胶充当眼睑，以与人眨眼相同的速率在眼睛上机械滑动。 通过泪管喂养，染成蓝色，眼睑在人眼上涂抹人工泪液分泌物，形成所谓的泪膜。
对于患有DED的人来说，泪膜的蒸发速度比补充的更快，导致炎症和刺激。DED影响了全世界约14％的人口，但自2010年以来200个临床药物试验失败，目前只有两个FDA批准的药物用于治疗，因此开发新疗法的难度非常大。
在正常和DED诱导环境中确认了他们的芯片上能够反映人眼表现的能力之后，Huh的团队转向制药行业寻找有希望的DED候选药物来测试他们的模型。他们即将推出的一种基于润滑素的药物，这种蛋白质主要存在于保护关节的润滑液中。
“虽然我们刚刚展示了概念验证” 研究者说，“我希望我们的芯片级平台进一步发展并用于药物筛选以外的各种应用，例如隐形眼镜和未来的手术测试。我们特别自豪的是，我们的工作提供了一个非常罕见的跨学科工作范例，包括从新型生物工程系统的设计和制造到复杂人类疾病的体外建模到药物测试的广泛研究活动。”
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