UTS科学家生物3D打印微型胎盘模型，推进妊娠并发症研究
时间：2025-09-19 20:51 来源：南极熊 作者：admin 阅读：次
2025年9月18日，南极熊获悉，悉尼科技大学（UTS）的研究人员在生物3D打印微型胎盘方面取得突破，为研究妊娠并发症开辟了新途径。
这项研究以题为“Matrix directs trophoblastdifferentiation in a bioprinted organoid model of early placental development”的论文发表在《自然通讯》杂志上，由副教授Lana McClements和第一作者Claire Richards博士共同领导，凸显了这项技术在治疗先兆子痫等疾病方面的潜力。
先兆子痫影响着5-8%的妊娠，并导致全球孕产妇和婴儿死亡。麦克莱门茨博士解释说：“获取妊娠早期的胎盘组织既不切实际也不安全，这使得早期妊娠研究充满挑战。到婴儿出生时，胎盘已经发生了很大变化，不再能反映妊娠早期的状态。”她补充说，人们对先兆子痫的了解仍然有限，因为动物和细胞模型通常无法复制人类胎盘独特的生物学特性。
建立更好的妊娠并发症模型
自2009年以来，仿生器官（人体器官的微型版本）已成为研究领域的变革性工具。2018年，胎盘仿生器官首次利用滋养层细胞（一种仅在胎盘中发现的特殊细胞）开发而成。在此基础上，悉尼科技大学团队应用了生物打印技术，该技术利用活细胞与生物相容性材料相结合，制造出精确的3D结构。
在这项研究中，滋养层细胞与一种合成的、可调节的凝胶混合，并以细小的液滴形式打印到培养皿中，操作方式类似于喷墨打印机。“我们在生物打印凝胶中培养的仿生器官与在动物源性凝胶中培养的仿生器官发育不同，并且形成了不同数量的滋养层亚型。这凸显了仿生器官的生长环境可以控制它们的成熟方式，”理查兹博士指出。
研究人员解释说：“生物3D打印仿生器官与天然胎盘组织非常相似，提供了一个早期胎盘的精确模型。这使得我们能够开始探究妊娠并发症的原因，并在受控环境下评估潜在的治疗方法。例如，我们将生物打印仿生器官暴露于一种在先兆子痫女性体内含量较高的炎症分子中，然后测试潜在的治疗方法，观察仿生器官的生长和反应。”
研究人员表示，这些发现标志着在建立可靠的早期妊娠模型方面迈出了一步。随着模型的不断完善，人们距离能够预测、预防和治疗妊娠并发症、避免危及生命的未来更近了一步。
生物3D打印的进展
更广泛的生物打印领域的进展也在加速。本月，由荷兰乌得勒支大学及附属乌得勒支大学医学中心（UMC Utrecht）的Riccardo Levato领导的研究人员开发了一款将计算机视觉与体积打印相结合的3D打印机。打印系统名为GRACE（生成式、自适应式、情境感知式3D打印），发表在《自然》杂志上，旨在提高打印组织中细胞的存活率和功能性。
△图片展示了如何利用 GRACE 以最佳方式生成并打印血管状网络（蓝色/灰色），围绕细胞结构（粉色）。图片来自乌得勒支大学医学中心 (UMC Utrecht)。
2025年6月，瑞士生物科技公司TissueLabs推出了TissuePro，这是一款专为先进组织应用而设计的新一代生物打印机。TissuePro基于早期的TissueStart平台，在多材料打印方面具有更高的精度、更佳的自动化程度和更大的灵活性，可支持再生医学、疾病建模甚至软体机器人领域的工作。
与此同时，欧盟资助的“角膜打印机”（Keratoprinter）项目正致力于解决另一个紧迫的医疗需求：全球捐赠角膜短缺。项目旨在开发一种3D生物打印系统，能够根据患者需求定制全层、弯曲的人体角膜。项目为期42个月，汇集了来自五个国家的九个合作伙伴，涵盖生物材料、光学和生物制造等领域的专业知识。该项目由德国弗劳恩霍夫应用聚合物研究所（IAP）协调，并由“地平线欧洲”项目资助，于2023年1月启动，旨在恢复数百万人的视力，同时优先考虑可持续性和可及性。
(责任编辑：admin)
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