关注科技的朋友们对3D打印的概念一定不陌生。自这个概念问世以来,3D打印技术逐渐在医学中得到了越来越广泛的应用。先前,美国密歇根大学(University of Michigan)的医生们就曾3D打印了一个支架,撑开了一名婴儿的气管,从而挽救了他的生命。今日,西北大学(Northwestern University)的一支团队更是利用3D打印技术,制作出了一款里程碑式的人工卵巢,登上了诸多科技网站的主页。
这款3D打印卵巢的特别之处在于,它在小鼠的体内非但没有造成不良影响,还能正常工作。多只移植入这款人工卵巢的小鼠也成功当上了妈。这项在科技网站刷屏的研究今日在线发表在了《自然》子刊《Nature Communications》上。
对于女性来说,卵巢是不可或缺的生殖器官。然而在某些情况下,遗传变异、卵巢疾病、或是放疗化疗会给卵巢带来不可逆转的影响,破坏它们的功能。这不但让许多人“成为母亲”的梦想破灭,更会让这些女性的激素分泌出现紊乱。因此,如果能利用先进的医学技术制造出有正常功能的人工卵巢,就能极大地改善这些女性的生活质量。
这正是西北大学的著名科学家Teresa Woodruff教授想要做的。这名研究的共同资深作者指出,卵巢内充满了卵泡,它们是一群还没有发育成熟的卵子,被分泌激素的细胞包围。而“卵巢的作用是引导这些卵泡逐渐变成熟,并每月生成卵子。”因此,如果想要制造人工卵巢,首先就要模拟好卵巢与卵泡之间相互依存的结构。
去年,这群研究人员利用化学试剂,移除了人类卵巢中的卵泡、血管、以及其他组织,仅留下一个由胶原组成的复杂支架。在显微镜下,研究人员发现,这个支架结构互相交织,组成了一个个小格。“这就好像人类的骨骼在体内支撑起我们的血肉一样,” Woodruff教授说:“每一个器官都有一个细胞外的基质。它们由坚硬的材料组成,就好象是脚手架。”
如果能打印出这个支架,我们或许就能制作出卵巢的基本结构。
这里要提一下3D打印的原理。它就好像普通的打印机一样,一般需要液态的“墨水”。与众不同的是,这些“墨水”在空气中会逐渐固化,形成坚硬的结构。对于打印生物器官来说,也同样如此——研究人员需要找到一种具有生物相容性的材料,在液体的情况下将它打印出,并让它们逐渐形成固体结构。这不是一件轻松的活。
一名充满天赋的博士生解决了这个问题。她使用的是明胶(gelatin),即一种在很多动物卵巢内都很常见的天然胶原。随后,她摸索发现,30度左右是最适合打印的温度。如果温度太高,打出来的结构还没凝固,就会在重力的作用下出现下垂。如果温度太低,明胶还没跑到正确的位置,就会凝结成团。这些发现一举攻破了人工卵巢3D打印的难题。
于是,研究人员制作出了人工卵巢支架的原型——在1.5厘米见方的空间上,研究人员“织”出了多种支撑卵巢的支架,它们的密度各有不同。随后,他们在其中放入了小鼠的卵泡,观察它们的生长情况。实验发现,卵泡在那些“织”得越密的结构中生长得越好,并能在体外存活长达8天。这也许是因为它们能得到更好的结构支持。
在体外实验取得了理想的结果后,研究人员转向了体内实验。他们在3D打印的卵巢支架上留出了一批2毫米大小的小孔,并在每个小孔中植入了一个卵泡。这样,一个人工制造的卵巢就形成了。随后,他们将这些人工卵巢移植入了7只卵巢被移除的小鼠中,观察人工卵巢在生物体中的实际表现。
在焦急的等待中,研究人员先观察到了一个积极的现象——在小鼠体内,血管逐渐渗透进了这些3D打印的卵巢。这对整个实验的意义重大。血管为这些卵泡提供了氧气与营养物质,并能将它们产生的激素通过血液循环带到全身。这些现象也暗示着这些3D打印的卵巢有望行使天然卵巢的功能。
果不其然!这些小鼠先是出现了排卵周期,又有3只小鼠在交配后顺利产下了后代。这些新出生的小鼠一切正常,甚至自己都当上了爹妈。研究人员观察了好几代小鼠的情况,结果堪称完美。他们也因此确认人工卵巢没有对小鼠带来任何明显的副作用。
兴奋之余,Woodruff教授已经将目光投向了远方。她说,团队的下一步计划是在制作在猪里也能正常工作的卵巢。由于猪的器官与人的器官尺寸接近,生理周期也相似,这有望推动这项技术最终应用于人体。更关键的是,这项研究使用的明胶是FDA批准的材料,这也会加速它的开发与审批。
卵巢是一种复杂的器官,它不但与大脑通过激素相联系,其生理周期还会定期影响一次血管。本项研究的成功也让科学家们攻克其他器官的3D打印任务信心满满。未来,更多通过3D打印的器官或将问世,造福那些需要进行器官移植的患者。
参考资料
[1] A bioprosthetic ovary created using 3D printed microporous scaffolds restores ovarian function in sterilized mice
[2] Scientists 3D-printed ovaries and made mouse babies
[3] 3D-printed ovaries restore fertility in mice
[4] Scientists 3-D Print Mouse Ovaries That Actually Make Babies
来源:学术经纬
为你推荐
资讯 联影医疗2026年上半年取得医疗器械注册证产品清单
7月20日,联影医疗发布自愿性信息披露公告,公告显示,截至2026年6月30日,联影医疗产品注册准入已覆盖全球80余个国家和地区,累计获批上市产品超过160款。
2026-07-20 21:28
资讯 博睿康植入式脑机接口产品NEO完成获批上市后的首次手术
近日,博睿康植入式脑机接口手部运动功能代偿系统(NEO)获批上市后的首张处方在上海开出,该产品于3月13日斩获全球首证,本次手术在复旦大学附属华山医院完成。
2026-07-20 17:26
资讯 Celcuity首创PI3K/Akt/mTOR抑制剂Gedatolisib获FDA批准上市
近日,美国纳斯达克上市公司Celcuity宣布PI3K Akt mTOR抑制剂Gedatolisib获得FDA批准上市,联合氟维司群,加或不加哌柏西利,用于治疗不携带PIK3CA突变的HR阳性、HER2阴性局部...
2026-07-20 13:55
资讯 三星生物拟122亿元收购瑞士多肽企业PolyPeptide
7月20日,三星生物(Samsung Biologics)宣布,拟通过现金要约收购瑞士多肽药物原料药合同开发与生产企业PolyPeptide Group AG全部已发行股份,报价为每股44 31瑞郎,交易股...
2026-07-20 11:33
资讯 宜联生物ADC药物依康坦博妥塔单抗提交上市申请
近日,CDE官网显示,宜联生物的依康坦博妥塔单抗(tam-peli,研发代号: YL201)递交上市申请,用于既往经PD-(L)1抑制剂和至少二线化疗治疗失败的复发或转移性鼻咽癌。这是全球...
2026-07-20 11:13
资讯 葫芦娃药业及三名责任人合计被罚2150万元
经查明,ST 葫芦娃、时任 ST 葫芦娃实际控制人、董事长、总经理刘景萍组织、指使 ST 葫芦娃提前确认收入、虚增部分药品价格,为 ST 葫芦娃支付药品差价等提供资金。
2026-07-19 11:09
资讯 HER2双抗药物安尼妥单抗两项适应症拟纳入优先审评
安尼妥单抗最初由康宁杰瑞开发,它可以同时结合至两种不同的经临床验证的HER2表位(表位II及IV),并保留野生型Fc区。这使得该药能够双重阻断HER2相关信号通路、增强与HER2受体...
2026-07-17 22:11
资讯 诺和诺德Wegovy片剂 (司美格鲁肽片剂)欧盟获批,成为欧盟首个用于体重管理的口服GLP-1类药物
Wegovy片剂此次获批是欧洲肥胖症治疗领域的重要里程碑,使其成为首个在欧盟所有成员国获批用于体重管理的片剂剂型GLP-1受体激动剂。此次获批也是Wegovy片剂继美国、英国、阿联酋...
2026-07-17 16:07
资讯 阿福“科学减重一亿斤”迎新成员,华为体脂秤加入,绑定领10元红包
7月17日,2026年世界人工智能大会在上海拉开帷幕。医谷记者在现场了解到,华为已与阿福App打通,华为体脂秤用户无需更换设备,即可参与阿福科学减重一亿斤活动。
2026-07-17 15:57
资讯 联邦制药收到三靶点GLP-1类药物里程碑付款1350万美元
7月16日,联邦制药发布公告称,董事会欣然宣佈,于2026年7月15日,联邦生物科技已收取诺和诺德支付的UBT251注射液超重或肥胖适应症肥胖适应症全球II期临床里程碑付款1350万美元...
2026-07-16 16:50
资讯 国际SOS发布《2026年度全球风险展望:年中复盘洞察》
日前,世界领先的健康和安全风险管理公司国际SOS发布《2026年度全球风险展望:年中复盘洞察》。该报告基于最新全球调研,复盘2026年上半年全球风险态势,并对下半年企业面临的健...
2026-07-16 11:44
资讯 国民健康 “十五五”规划
到2030年,健康优先发展战略制度体系逐步建立,健康促进政策制度体系更加健全,中国特色基本医疗卫生制度更加完善,面向人民生命健康的教育科技人才一体发展格局基本形成,我国...
2026-07-16 10:50
资讯 国家药监局批准两款创新医疗器械
近日,国家药监局批准两款创新医疗器械上市。分别为苏州无双医疗设备有限公司的植入式心律转复除颤器和深圳大医伽玛刀科技有限公司的头部伽玛射线立体定向放射治疗系统。
2026-07-15 18:34








