Pesquisadores do Instituto de Ciências Integradas de Material Celular da Universidade de Kyoto (iCeMS) desenvolveram um dispositivo que move os fluidos sobre as células da córnea de forma semelhante ao movimento das lágrimas sobre um olho que pisca. Os cientistas esperam que suas descobertas, relatado no jornal Lab on a Chip , ajudará a melhorar o desenvolvimento e teste de drogas oftálmicas, e compreensão avançada de como o piscar afeta a superfície da córnea.

A córnea é o disco transparente que cobre a superfície central do olho. Ele atua como uma barreira protetora contra poeira, germes, e outros objetos potencialmente prejudiciais.

Uma das maneiras pelas quais os cientistas testam drogas oftálmicas é administrá-las nos olhos de coelhos. Mas os coelhos piscam significativamente menos do que os humanos, assim, as drogas têm mais chance de penetrar na córnea do coelho e entrar no olho. Alternativamente, os cientistas usam minúsculos poços contendo células da córnea humana. Mas aqui também, as células não são expostas ao ambiente normal de um olho humano vivo.

O cientista farmacêutico Rodi Abdalkader da Universidade de Kyoto e o micro-engenheiro Ken-ichiro Kamei colaboraram para desenvolver um dispositivo que supera esses problemas. Eles imprimiram em 3D um dispositivo que contém quatro canais superiores e quatro inferiores, separados por uma membrana porosa de poliéster transparente. As células da córnea são incubadas em cada canal superior no topo da membrana. Depois de sete dias, eles formam uma barreira de células que separa os canais superiores e inferiores. O fluido é então movido através do dispositivo para emular a pressão exercida em um lado da córnea por uma pálpebra piscando e lágrimas em movimento, e do outro lado pelo fluido do olho interno.

Interessantemente, eles descobriram que esse movimento mudou a forma das células e aumentou a produção de filamentos, que são conhecidos por manter as células da córnea flexíveis e elásticas.

"Foi realmente interessante descobrir que um estímulo semelhante ao piscar de olhos tem um impacto biológico direto sobre essas células, "diz Abdalkader." Nós piscamos com freqüência e inconscientemente o tempo todo. A cada piscar, uma tensão de cisalhamento é aplicada na barreira da córnea que faz com que o sistema de contra-defesa da córnea secrete filamentos fibrosos, como queratinas, para superar os efeitos do estresse. "

O dispositivo não apenas emula o piscar humano ao usar células humanas, mas também permite testar quatro amostras diferentes em condições semelhantes ao mesmo tempo.

"Acreditamos que esta plataforma abrirá caminho para um melhor desenvolvimento de drogas oculares, e outras investigações sobre os efeitos da tensão de cisalhamento causada pelo piscar de olhos na superfície do olho, "diz Abdalkader.