当一个人角膜严重受损时，需要进行角膜移植。然而，截至2018年，该国有2,000名患者在等待角膜捐赠，他们平均等待6年或更长时间的捐赠。出于这个原因，许多科学家已经致力于开发人造角膜。现有的人造角膜使用重组胶原或由合成聚合物等化学物质制成。因此，它不能很好地与眼睛结合或在角膜植入后不透明。
机械工程的Dong-Woo Cho教授，创意IT融合工程的Jinah Jang教授和POSTECH的Hyeonji Kim女士，与Kyungpook国立大学医学院的眼科学教授Hong Kyun Kim合作，使用bioink 3D打印人工角膜它由脱细胞的角膜基质和干细胞组成。因为这种角膜是由角膜组织衍生的生物聚合物制成的，所以它是生物相容的，并且3D细胞印刷技术概括了角膜微环境，因此，其透明度类似于人角膜。该研究最近发表在Biofabrication上。
角膜是覆盖瞳孔的薄的最外层，它保护眼睛免受外部环境的影响。它是第一层允许光线进入，因此它需要透明，随着瞳孔的移动而移动，并具有灵活性。然而，由于角膜相关的不同性质，使用合成生物相容性材料开发人造角膜受到限制。此外，尽管许多研究人员试图将角膜微环境重复为透明，但现有研究中使用的材料限制了微观结构以穿透光线。
人角膜以胶原纤维的格子图案组织。角膜中的格子图案与角膜的透明度直接相关，并且许多研究试图复制人角膜。然而，由于在体内使用细胞毒性物质，它们的角膜特征不足，包括低透明度等，因此应用于角膜移植存在限制。为了解决这个问题，研究小组利用3D打印中产生的剪切应力来制造角膜格子图案，并通过使用角膜基质衍生的脱细胞细胞外基质bioink证明角膜是生物相容的。
在3D打印过程中，当打印机中的墨水通过喷嘴出来并通过喷嘴时，产生摩擦力，然后产生剪切应力。研究小组通过调节剪切应力，成功地制作了具有人角膜格子图案的透明人工角膜，以控制胶原原纤维的形态。
研究小组还观察到，在体内培养4周后，与印刷路径一起重塑的胶原原纤维形成类似于天然人角膜结构的格子图案。
Jinah Jang教授兴奋地说，“建议的策略可以达到工程化角膜基质的透明度和安全性的标准。我们相信这将给许多患有角膜相关疾病的患者带来希望。”