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 跨越“研发荒漠” 再造增长引擎:罗氏神经科学“金名片”亮相,百年积淀引领千亿蓝海
自1920年代罗氏研发出第一款安眠药爱露耐耳起,罗氏便在神经科学领域埋下了创新的火种。
2026-05-17 19:41
资讯 高原高血压纪录片《高山的回响》云端首映,多方携手共筑高血压防治创新体系
5月17日是世界高血压日,适逢高血压关爱月重要节点,在国家卫生健康委员会的战略指引下,由健康中国研究中心指导、央视网出品、美敦力公益支持的人文纪录片《高山的回响》正式云...
2026-05-17 19:34
资讯 性质严重,益丰大药房和老百姓大药房被国家医保局公开谴责
5月16日,国家医疗保障局发布公告,针对湖南怀化、邵阳、衡阳、株洲及河南郑州等地定点零售药店违规使用医保基金问题开展专项飞行检查,并正式约谈老百姓、养天和、益丰、河南张...
2026-05-17 17:24
资讯 第12批国家药品集采开始信息预填报,共涉及76个产品
5月15日,国家组织药品联合采购办公室发布《关于开展国家组织药品集中带量采购相关药品信息预填报工作的公告》,标志着第12批国家组织药品集中带量采购开始拉开帷幕。
2026-05-16 17:30
资讯 药品试验数据保护9问?为什么中药不适用于数据保护制度? 国家药监局发布 《药品试验数据保护实施办法》
数据保护是指,符合条件的化学药品和生物制品获批上市时,国家药监局对申请人提交的自行取得且未披露的试验数据和其他数据实施保护,给予最长不超过6年的数据保护期。数据保护期...
2026-05-15 18:16
资讯 博腾股份首个欧洲基地遭诺华单方面节约
5月13日,博腾股份(300363 SZ)发布《关于对外投资进展及重大风险提示的公告》,根据公告,其位于斯洛文尼亚的研发生产基地遭到诺华公司(Novartis)的单方面解约,诺华单方要...
2026-05-15 14:43
资讯 甘李药业先后两款胰岛素产品在欧盟获批
5月14日晚间,甘李药业发布公告称,甘李药业股份有限公司及其欧洲全资子公司甘李药业欧洲有限责任公司(Gan&LeePharmaceuticalsEurope GmbH)于近日收到欧盟委员会(EuropeanCo...
2026-05-15 12:00
资讯 2026年度国家医保基金飞行检查正式全面启动
5月14日,国家医保基金飞行检查湖南现场启动会暨警示教育会在长沙召开,这标志着2026年度国家医保基金飞行检查正式全面启动。国家医保局党组成员、副局长黄华波出席会议并讲话。
2026-05-15 08:29
资讯 泰格医药实控人被立案,还拖累了哪些上市公司
5月12日晚间,国内CRO龙头企业泰格医药(300347 SZ;3347 HK)发布公告称,公司实际控制人叶小平、曹晓春收到中国证监会《立案告知书》,二人因涉嫌持股变动相关信息披露违法...
2026-05-14 18:11
资讯 诺贝尔化学奖获得者创办的AI制药公司 Isomorphic Labs 完成21亿美元B轮融资
据国外媒体消息,由谷歌DeepMind孵化、AI制药企业Isomorphic Labs完成21亿美元(约合人民币142 5亿元)B轮融资。
2026-05-14 13:29
资讯 CDE:2025年度药品审评报告
2025 年受理 16130 件技术审评类药品注册申请,以药品类型统计,中药注册申请 2723 件,化学药品注册申请10587 件,生物制品注册申请 2820 件。
2026-05-14 11:54
资讯 欧洲肥胖大会:诺和诺德Wegovy在所有绝经阶段的女性中均实现了显著减重
丹麦当地时间5月12日,诺和诺德公布数据显示,Wegovy(诺和盈)在女性肥胖症患者不同生育生命阶段中均达成了显著且一致的减重效果,涵盖绝经前阶段、绝经期和绝经后阶段[1]。绝...
2026-05-13 12:59
资讯 伊米诺康完成 2.5 亿元 A 轮融资 加速打造全球领先全人源抗体发现平台
本轮融资由维梧资本领投,高脉元航跟投,老股东熙诚金睿、泰煜投资大比例超额追加投资,资金将重点用于核心技术迭代、平台商业化落地与创新能力升级。
2026-05-13 09:58
资讯 减重之后怎么办?礼来ECO最新数据将行业视线推向“长期维持”
2026年5月13日,礼来公布SURMOUNT-MAINTAIN和ATTAIN-MAINTAIN两项后期临床研究详细结果。
2026-05-13 09:53
资讯 147亿,A股医药板块有史以来最大的年度亏损
147亿,A股医药板块有史以来最大的年度亏损。近日,A股疫苗明星企业智飞生物(300122 SZ)发布的2025年年报公布了这一“成绩”。这也是智飞生物上市以来首个亏损。
2026-05-12 20:21
资讯 恒瑞医药与BMS达成总交易额可达约152亿美元的战略与许可合作
本次合作协议共包含 4 项恒瑞肿瘤学及血液学项目、4 项 BMS 免疫学项目,以及双方依托恒瑞研发引擎与多元创新技术平台共同研发的 5 项创新项目,值得注意的是,这13在研...
2026-05-12 13:40
资讯 徐和平教授荣膺国际视觉与眼科研究协会(ARVO)金质会士(FARVO Gold)荣誉称号
近日,国际视觉与眼科研究协会(The Association for Research in Vision and Ophthalmology, ARVO)在美国丹佛召开的2026年年会上正式公布了本年度金质会士(ARVO Gold Fellow,FARVO)评选结果。
2026-05-12 13:35




