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3D列印卵巢 小鼠有望重獲生育力

2017/05/18 環球生技月刊 整理

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5月16日,美國西北大學Feinberg醫學院和McCormick工程學院的研究團隊於《Nature Communications》期刊發表3D卵巢列印最新研究成果,有望幫助因癌症治療而面臨不孕不育問題的女性患者,讓她們恢復正常的生育能力。

他們利用3D列印技術,建構出一種卵巢支架,成功讓被摘除卵巢組織的小鼠重獲正常排卵、受孕及分娩哺乳的機會。

3D卵巢如何列印?生物3D列印首重材料,如同列印墨水。Feinberg醫學院女性健康研究所主任、生殖醫學專家Teresa K. Woodruff和McCormick工程學院材料科學和工程系副教授Ramille Shah團隊選擇的材料是明膠(gelatin),一種由動物卵巢膠原蛋白降解而成的生物水凝膠。

Shah表示,「通常,組織器官的支架需要由有機材料支撐,這些材料需要滿足堅硬且多孔的需求,便於手術操作以及與宿主本身的組織器官融合。但是,大多數水凝膠都是非常柔軟的,因為它們的組成成分大部分是水。但是我們找到一個特定的溫度,能夠讓水凝膠穩定,且可以組裝成多層的幾何結構。」

研究人員認為,3D列印出卵巢結構就像兒童玩積木,需要依據不同角度、距離、位置放置積木,才能搭建出想要的房屋。3D列印可以透過控制細絲之間的距離及角度,構建不同的空隙尺寸和幾何圖形。

3D卵巢如何運作?研究人員透過控制水凝膠不同的交疊方式建構出卵巢支架,隨後,他們將小鼠卵泡(包含未成熟卵細胞以及激素分泌細胞)植入支架中,緊密編織而成的支架就作為卵泡發育的新場所。

如此能讓小鼠不成熟的卵細胞以及分泌激素的細胞繼續發育、行使功能,以確保卵細胞成熟,並成功排卵。支架還負責促進血管生成,以便激素能夠進入小鼠血液循環系統,促進產後泌乳。

摘除正常雌鼠的卵巢後,植入卵巢假體。結果顯示,這些被「改造」過的小鼠不僅能正常排卵,還能夠受孕並生育出健康的幼鼠,甚至還能泌乳餵養牠們的孩子。

對人類有何影響?科學家們研發卵巢假體的目地是幫助經歷癌症治療後無法正常生育的女性患者重獲生育能力及激素分泌能力,從而減少她們不孕或者激素相關疾病的風險。

但是,距離真正應用於臨床還有很多挑戰,例如人類卵泡遠大於小鼠卵泡,卵巢支架的結構和微孔大小需要重新調整。此外,3D列印植入物取代複雜軟組織的技術將會對再生醫學產生重大影響。

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