3D列印人工卵巢 让不孕小鼠恢复生育

文/生医观点Alma

3D列印在近年掀起一阵风潮,除了应用在美术工业设计上,对医疗也有极大的影响,越来越多科学家投入研究3D列印,期望大幅推进医疗发展

来自Northwestern University的研究团度,目前正积极的研究利用3D列印的方式制作人工卵巢,期望能够透过此种方式,让因癌症治疗导致生殖系统受损的女性,能有更多的治疗新选择。

使用明胶墨水,列印人工生物假体卵巢

利用生物工程代替器官移植,创造出器官架构,使其具有功能并恢复病人的健康,是生物工程运用在再生医学的一大成功。来自Northwestern University的科学家Teresa K. Woodruff以及他的团队,利用明胶(gelatin)作为墨水,使用3D列印的方式印制出人工卵巢。明胶是一种生物水凝剂,比较不会被生物体所排斥,而且具有孔隙,可以帮助与组织间的交互作用以及血液供给。然而,水凝剂是由99%的水加上一点聚合物所组成,这表示水凝胶应该是呈现十分轻软的状态,而研究团队竟能巧妙的操纵明胶,赋予其具有弹性且稳固的特性,进而创造出人工卵巢,相当不容易。另一位研究员Ramille Shah表示,水凝胶十分脆弱,时常容易坍塌。然而他们发现了一个适合明胶的温度,可以让明胶靠胶体本身的支撑维持不倾倒,并且建置多层面板。这次发表的人工生物性假体卵巢经测试结果确认可长期稳固且耐用。

孔隙的排列设计是列印器官的关键

使用3D列印的方式制作器官听起来十分容易,然而器官的存活完全仰赖特定排列的孔隙。这些孔洞必须策略性的排列在各个格层,用以支持数十个卵泡,卵泡中包含未成熟的卵细胞。人工卵巢需做到能够同时存放多个卵泡,并提供适当的环境及正确的孔隙通道,让他们彼此能够交互影响,因为这是正常的卵巢如何让卵泡成熟并排列的方式。孔隙的排列也必须确保血液能够正确的通过人工卵巢,让卵巢的功能维持长期且稳定的运行。

3D列印为再生医学开启新篇章

日前,团队将人工卵巢被移植到已经摘掉卵巢的小鼠体内。在移植后,有七只小鼠进行交配,其中三只有成功的生出一窝小鼠,每窝小鼠至少有两只是十分健壮且健康的。且这些摘除卵巢的母鼠都能够哺育幼鼠证明他们的贺尔蒙讯号是在正常的作业流程上。研究团队希望将研究规模扩大,进一步的实验人工卵巢在猪只的体内实验是否能够实行,若是一切顺利,将再进行人体试验。而在此之前,将先由制作能够替代生产贺尔蒙的结构开始,这对年轻的癌症患者特别重要,尤其是尚未经历青春期的病患。Monica Laronda表示这些病患的卵巢没有足够的功能刺激激素产生,导致这些病患必须使用贺尔蒙替代疗法启动青春期。团队希望这项研究将能成为再生医学的新开端

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