研究

西北大学研究人员在3D打印功能性人类卵巢的bioink方面取得进展

来自西北大学安妮·罗伯特H. Lurie儿童医院芝加哥发表了一篇论文,详细介绍了3D打印生物假体卵巢墨水的发展。

这种墨水充满了从猪卵巢中提取的结构蛋白。这些蛋白质的位置已在研究中绘制和鉴定。

使用这种墨水,可以3D打印出可以植入不孕妇女体内的人造卵巢,从而使她们能够生育。“这对于接受破坏生育能力的癌症治疗的女孩来说是一个巨大的进步,”资深作者莫妮卡·拉隆达博士评论道,她是芝加哥安和罗伯特·H·卢里儿童医院生育和激素保存与恢复项目基础和转译研究的主任,西北大学范伯格医学院儿科助理教授。

“我们的目标是利用卵巢结构蛋白来设计一种生物支架,能够支持潜在的卵子和激素产生细胞库。一旦植入,人造卵巢将对自然排卵信号做出反应,从而使怀孕成为可能。”

用组织切片机加工猪卵巢示意图。图片来自科学报告。
用组织切片机加工猪卵巢示意图。图片来自科学报告。

3D打印功能卵巢

Ann & Robert H. Lurie儿童医院是一家位于芝加哥的全国性儿科专科医院。医院的研究成果是通过斯坦利·曼恩儿童研究所该基金会专注于“改善儿童健康,改变儿科医学,确保更健康的未来”。安和罗伯特·h·卢里儿童医院也是西北大学范伯格医学院的训练基地。

2016年,作为这项新研究的作者之一,Laronda博士透露了她的研究团队在3D打印和成功植入a功能性bioprosthetic卵巢在雌性老鼠身上。这是使用3D生物打印支架完成的,支架上填充了卵巢卵泡,由一种源自动物蛋白胶原蛋白的生物凝胶制成。

2017年,这项研究的详细情况发表在《科学》杂志的一篇论文中自然通讯. 这只老鼠能够排卵,并且生下了一只健康的幼仔3 d打印器官,取代了老鼠原来的卵巢。该研究项目的主要目的是证明,对于因癌症或其他发育问题而无法恢复生育能力和激素分泌的妇女,恢复生育能力和激素分泌的可能性。

拿着3D打印的小鼠卵巢细胞支架的科学家。图为西北大学。
拿着3D打印的小鼠卵巢细胞支架的科学家。图为西北大学。

三维打印人体卵巢的生物墨水

2019年11月,拉朗达博士和其他三名同事获得了人造卵巢的专利。在这项新研究中,研究人员绘制出猪卵巢的组成,为识别其结构蛋白的位置提供了一条管道。

Laronda博士补充说:“猪卵巢的结构蛋白与人类的蛋白质相同,这为我们提供了一个更复杂的生物墨水的丰富来源,用于3d打印人类卵巢。”“我们离恢复年轻女性的生育能力和激素分泌又近了一步,这些女性在儿童癌症中幸存下来,但由于晚期影响而提前进入更年期。”还有几个步骤要走,我们很高兴能测试我们的新墨水。”

这篇研究论文还解释了正在研究其他人体器官的科学家如何应用绘制结构蛋白的方法。西北大学在与3D打印技术相关的研究方面继续保持强劲的产出。这所大学最近详细介绍了一项新计划大型SLA 3D打印机一小时可以打印半码(457.2毫米),据报道这是3D打印的破纪录吞吐量。此外,来自学术机构的研究人员也使用了3D印刷的超弹性骨骼在大鼠中再生头骨缺陷,这可能导致开发用于颅面骨移植的成本效益的解决方案。

这项研究,题为脱细胞猪卵巢的蛋白质组学分析确定了新的基质蛋白体以及卵巢间和卵巢内的空间差异,'发表在科学报告它由纳撒尼尔·F·亨宁、理查德·D·莱杜克、凯利·A·埃文和莫妮卡·M·拉隆达合著。

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特色图片显示持有3D印刷的鼠标卵巢细胞脚手架的科学家。照片通过西北大学。