Wie te lang naar een beeldscherm staart, kan op den duur last krijgen van Dry Eye Disease (DED), ofwel droge ogen. Amerikaanse ingenieurs hebben een kunstoog gebouwd dat het testen van medicatie voro die aandoening een stuk eenvoudiger maakt. 

DED komt relatief vaak voor, maar er zijn nauwelijks middelen tegen. Het is lastig om de complexe werking van het oog na te bootsen voor onderzoek, terwijl experimenteren op echte ogen risicovol is.

Maar onderzoekers in een lab van Penn Engineering in de Verenigde Staten hebben daar nu een oplossing voor gevonden. Op een chip bouwden ze een kunstmatig oog dat sterk lijkt op het menselijke oog. In het wetenschappelijke tijdschrift Nature Medicine publiceerden de makers maandag hun bevindingen. Het replica-oog is een uitstekend middel om risicoloos medicijnen te testen, volgens het artikel.


Traanfilmpje

Om het oog-op-een-chip te maken, ontwierpen de onderzoekers eerst een poreus frame, dat ze in 3D printten. Het frame is zo groot als een muntje en heeft de vorm van een contactlens. In de binnenste ring van het frame kweekten ze uit menselijk oogweefsel een hoornvlies en vervolgens kweekten ze bindvlies. Gelatine dient als ooglid. Dankzij een ingebouwd mechanisme kan dat net zo snel 'knipperen' als een menselijk ooglid. Via een traanbuis wordt er dan steeds vocht gelijkmatig over het oog verspreid: een traanfilmpje.

 


Beeldschermgebruik

'Als ingenieurs vonden we het interessant om te kijken of het mogelijk is om de dynamische omgeving van een knipperend, menselijk oog na te bootsen', stelt onderzoeksleider Dan Huh in een persbericht. 'Het knipperen zorgt voor traanvocht en houdt het oogoppervlak vochtig. Dat wilden we ook in ons model terugzien.'

Bij mensen met DED verdampt het traanfilmpje sneller dan dat het wordt aangevuld. Dat leidt tot irritatie en ontstekingen. Vaak ligt de oorzaak bij langdurig beeldschermgebruik - dan knipperen we minder met onze ogen - maar er zijn ook andere oorzaken. Circa 14 procent van de wereldbevolking heeft er last van. 

 

Chiporganen

Het team van Huh is al jaren bezig met het onderzoek aan organs-on-a-chip. In 2010 had hij de wereldprimeur met de eerste orgaanchip: een nagebouwde long. Dergelijke chips zijn plaatjes met smalle kanalen erin die menselijke cellen van een bepaald orgaan bevatten. Op deze manier is, zeer vereenvoudigd, een orgaan na te bouwen, inclusief overgangen tussen verschillende weefsels, bloedvaten en gradiënten van (bio)chemische stoffen. Daardoor vertoont de chip de belangrijkste biologische functies van het betreffende orgaan. Voornaamste doel van de technologie is het versnellen van medisch onderzoek, aangezien er dankzij de orgaanchips minder proeven op dieren en mensen nodig zijn. 

Nu het team van Penn Engineering een werkend model heeft ontwikkeld, kan er een begin worden gemaakt met het testen van mogelijke medicatie. Volgens de onderzoekers kan het kunstmatige oog ook worden gebruikt voor het testen van contactlenzen en het oefenen van experimentele oogchirurgie. 

Foto's: University of Pennsylvania