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靠着3D打印的卵巢,小鼠已经生出了健康的后代

来源:好奇心日报 发布于2017/05/19

  3D 打印的卵巢已经可以让小鼠生出健康的后代。
  这是美国西北大学妇女健康研究所 Woodruff 团队的又一项成果。3 月份,团队曾在芯片上模拟了月经周期。这一次,她们(团队中所有成员都是女性)打印出了能排卵的小鼠卵巢,并且卵细胞在受精后能发育为健康的个体。成果在周二的《自然通讯》杂志上发表。
  团队用一种水凝胶制造卵巢,并注入未成熟的卵细胞,植入雌性小鼠的身体。人造卵巢能够像真正的器官那样,促进激素的产生,并挑出一个卵细胞使之发育成熟并排出,为成功受孕做好了准备。恢复生育力也是这项研究的最终目标。
  这项研究的不同之处,在于人造结构所用的材料,也就是上文提到的水凝胶。
  这种水凝胶由胶原蛋白水解制成,对人体没有毒害。一般情况下,水凝胶结构松散,容易解体。而人造器官的柔韧度需要足以承受手术操作,并且含有足够多的孔隙,允许身体组织与之相互作用。


3D 打印水凝胶“脚手架”的微观结构。/ 西北大学

  经过一系列尝试,研究团队发现了一种名为“脚手架”的结构,一系列微小的口袋结构紧密排列,使得水凝胶可以自我支撑,也能提高卵细胞的存活率。3D 打印技术在这种结构的发现与合成中起到了关键作用,使得长度、角度等各种结构数据都精确可控。
  建筑上的脚手架结构用于在高空安装构件,人造卵巢的“脚手架”结构作用相似,内部细小的孔径可以更好地嵌入卵泡,提高它们的存活率,并促进激素的产生。开放的结构还为卵细胞的成熟和排出留出了空间,血管也能在延伸进来,使得激素能够在血液中循环。
  研究团队将数十个卵泡植入脚手架结构当中,移除了 7 只小鼠的卵巢,将人造结构缝合在相应的位置。结果显示,小鼠的血管能够穿过人造的卵巢,卵泡得以从血液循环中获得氧气和营养物质。自然交配之后,有 3 只小鼠生下了至少 2 只健康的幼仔,并能自然哺乳和照顾它们,这表明人造支架中的卵泡激素分泌水平正常。


小鼠幼仔用染料染色,以确定是否从人造卵巢中的卵泡发育而来。/ 西北大学

  人造卵巢的研究目标,是帮助那些因罹患癌症,导致不育或激素相关的发育问题风险增高的女性恢复生育能力。对于年轻的癌症患者,化疗对卵巢的伤害巨大。如果在化疗前能够将卵巢取出,把卵泡分离出来,治疗完成后就可以植入一个新的卵巢。
  但这还有很长的路要走,因为人类的卵泡更大,生长速度也更快,血管也更错综复杂。人造结构难以完全替代卵巢的功能,但人体实验可以从替代生成激素的结构开始。团队下一步打算用猪来实验,尽管还有相当多的工作要做,Woodruff 预测距离这项技术的人体试验不会超过十年。
  3D 打印器官的成功植入,也会影响软组织再生医学的研究,逐步清除人造器官移植的障碍。此前,韩国的医生曾为一位患者植入了 3D 打印的钛制脚跟,维克森林大学的科学家们也开发出了一种器官 3D 打印机。

 

 

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