3D列印人工卵巢 讓不孕小鼠恢復生育

文/生醫觀點Alma

3D列印在近年掀起一陣風潮,除了應用在美術工業設計上,對醫療也有極大的影響,越來越多科學家投入研究3D列印,期望大幅推進醫療發展

來自Northwestern University的研究團度,目前正積極的研究利用3D列印的方式製作人工卵巢,期望能夠透過此種方式,讓因癌症治療導致生殖系統受損的女性,能有更多的治療新選擇。

使用明膠墨水,列印人工生物假體卵巢

利用生物工程代替器官移植,創造出器官架構,使其具有功能並恢復病人的健康,是生物工程運用在再生醫學的一大成功。來自Northwestern University的科學家Teresa K. Woodruff以及他的團隊,利用明膠(gelatin)作爲墨水,使用3D列印的方式印製出人工卵巢。明膠是一種生物水凝劑,比較不會被生物體所排斥,而且具有孔隙,可以幫助與組織間的交互作用以及血液供給。然而,水凝劑是由99%的水加上一點聚合物所組成,這表示水凝膠應該是呈現十分輕軟的狀態,而研究團隊竟能巧妙的操縱明膠,賦予其具有彈性且穩固的特性,進而創造出人工卵巢,相當不容易。另一位研究員Ramille Shah表示,水凝膠十分脆弱,時常容易坍塌。然而他們發現了一個適合明膠的溫度,可以讓明膠靠膠體本身的支撐維持不傾倒,並且建置多層面板。這次發表的人工生物性假體卵巢經測試結果確認可長期穩固且耐用。

孔隙的排列設計是列印器官的關鍵

使用3D列印的方式製作器官聽起來十分容易,然而器官的存活完全仰賴特定排列的孔隙。這些孔洞必須策略性的排列在各個格層,用以支持數十個卵泡,卵泡中包含未成熟的卵細胞。人工卵巢需做到能夠同時存放多個卵泡,並提供適當的環境及正確的孔隙通道,讓他們彼此能夠交互影響,因爲這是正常的卵巢如何讓卵泡成熟並排列的方式。孔隙的排列也必須確保血液能夠正確的通過人工卵巢,讓卵巢的功能維持長期且穩定的運行。

3D列印爲再生醫學開啓新篇章

日前,團隊將人工卵巢被移植到已經摘掉卵巢的小鼠體內。在移植後,有七隻小鼠進行交配,其中三隻有成功的生出一窩小鼠,每窩小鼠至少有兩隻是十分健壯且健康的。且這些摘除卵巢的母鼠都能夠哺育幼鼠證明他們的賀爾蒙訊號是在正常的作業流程上。研究團隊希望將研究規模擴大,進一步的實驗人工卵巢在豬隻的體內實驗是否能夠實行,若是一切順利,將再進行人體試驗。而在此之前,將先由製作能夠替代生產賀爾蒙的結構開始,這對年輕的癌症患者特別重要,尤其是尚未經歷青春期的病患。Monica Laronda表示這些病患的卵巢沒有足夠的功能刺激激素產生,導致這些病患必須使用賀爾蒙替代療法啓動青春期。團隊希望這項研究將能成爲再生醫學的新開端

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