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 CDE:抗肿瘤药物生物等效性及药代动力学比对研究受试者人群选择考虑
本指导原则主要基于小分子化学药物及单抗类药物的研究经验,为抗肿瘤药物 BE PK 比对研究中受试者人群的选择考虑提供建议。
2026-03-07 10:59
资讯 四家知名药企被暂停军队采购
近日,军队采购网发布一批“军队采购暂停名单”,其中涉及四家药企被列入暂停名单,具体为北京费森尤斯卡比医药有限公司、齐鲁制药有限公司、宜昌人福药业有限责任公司和江苏新...
2026-03-07 10:41
资讯 新一代 cAMP 偏向型 GLP-1 受体激动剂埃诺格鲁肽(先维盈)获批用于中国成人体重管理
在一项大型III期临床研究中展现出具有临床意义的减重效果:治疗48周时,受试者的平均体重下降达15 4%,其中92 8%的受试者实现了5%以上的体重减轻。
2026-03-06 12:38
资讯 11.8亿美元!德琪医药自免TCE双抗ATG-201授权优时比
德琪医药将其自主研发的CD19 CD3双特异性T细胞连接抗体(TCE)ATG-201的全球开发、生产及商业化独家权益授予优时比,用于治疗B细胞相关自身免疫性疾病。
2026-03-04 20:05
资讯 君实生物被调出科创50
近日,上海证券交易所,中证指数有限公司联合发布《关于科创50等指数一季度定期调整结果的公告》,本次调整,调入3家,调出3家,其中君实生物被调出科创50指数,此次调整将于202...
2026-03-04 15:30
资讯 吉利德比克替拉韦与来那帕韦单片治疗方案在更换抗反转录病毒治疗药物的 HIV 感染者中维持病毒学抑制
新型在研药物组合将全球指南推荐、具有高耐药屏障的整合酶链转移抑制剂比克替拉韦,与同类首创衣壳抑制剂来那帕韦相结合
2026-03-04 13:41
资讯 全球首创便携式宫颈无创光动力治疗药物希维她在华获批
CIN2的治疗决策一直是妇科宫颈上皮内病变治疗临床实践中的核心挑战,宫颈环形电切术(LEEP)等切除性手术虽为临床常用的治疗方案,但其可能导致宫颈结构改变、宫颈机能不全,进...
2026-03-04 13:32
资讯 礼来安妥来利和安妥来(米吉珠单抗)可使克罗恩病患者维持长达三年的无激素缓解
具有里程碑意义的VIVID-2研究数据显示,在治疗后一年实现无激素缓解的患者中,超过90%在三年内仍维持无激素缓解
2026-03-04 13:22
资讯 甘李药业一款PROTAC在研药品获批临床试验
3月2日晚间,甘李药业发布公告,在研药品 GLR2037 片的取得国家药监局《药物临床试验批准通知书》。受理号为 CXHL2600098、CXHL2600099,通知书编号为 2026LP00526、2026LP0...
2026-03-03 13:51
资讯 非共价(可逆)BTK抑制剂匹妥布替尼获批新适应症
3月2日晚间,信达生物发布公告,公司与礼来中国共同宣布非共价(可逆)BTK抑制剂捷帕力(匹妥布替尼)正式获得中国国家药品监督管理局(NMPA)批准新增适应症,用于治疗既往经过...
2026-03-03 13:19
资讯 ICON发布2025年中国生物技术行业调研报告:中国创新领跑全球,95%受访者对未来充满信心
调研显示,中国正成为全球药物创新关键引擎,在细胞疗法、心血管及肿瘤领域持续领跑,AI应用与全球化布局正驱动行业发展
2026-03-03 10:58
资讯 国家卫健委:做好《生物医学新技术临床研究和临床转化应用管理条例》贯彻落实
近日,国家卫健委科教司发布《做好 贯彻落实,高质量满足人民群众健康需求,支撑生物医药产业更高水平发展》,表示,距离《条例》正式施行已不足三个月,相关配套文件正在加紧...
2026-03-02 14:23









