3D打印卵巢試驗成功，距離用到人類身上預計還有5年｜早期實驗室

編者按：3D打印器官早已不是什麼新鮮事。日前，一個美國的研究團隊公佈了他們3D打印卵巢的新進展，已在老鼠身上實驗成功，如果未來同樣的技術真的能運用到人身上，許多卵巢先天不足或後天受損的女性將從中受益。這篇原題為Scientists 3-D Print Mouse Ovaries That Actually Make Babies的文章發表於WIRED，作者在文章中向我們介紹了3D打印卵巢的原理和團隊下一步的發展計劃，團隊的主要成員Teresa Woodruff預計該技術距離運用到人身上還有大約五年時間。

不是所有的女孩長大都能成為母親。有時，是因為個人選擇，有時則是因為命運剝奪了這種可能。許多癌症和遺傳疾病、或是為了對抗這些疾病女性不得已接受的輻射治療，都有可能會破壞女性的卵巢，使這個生產卵子的器官報廢。除了生產卵子，卵巢還有調節女性荷爾蒙的功能。沒有卵巢，年幼的患者可能永遠不會經歷青春期; 成年婦女則可能過早進入絕經期。

如今，一個生物工程師團隊宣佈了一個可能的解決辦法：3D打印卵巢。他們的想法及其佐證發表在《自然通訊》上，該團隊目前只在小老鼠身上進行了實驗，人類女性身體中這個栗子大小的器官，隨著該項技術的成熟或將被取代。

卵巢內充滿了卵泡，卵泡是由雌激素和其他必需的激素囊包圍的未成熟卵子。西北大學費恩伯格醫學院的生殖科學家，也是該研究小組的主要成員，Teresa Woodruff說，

卵巢的功能是將卵泡催熟，從而使女性每個月產出一顆卵子。

為了重造卵巢的功能，Woodruff和她的研究人員必須從研究卵巢的組成開始。她說，

你可能會以為是骨骼在支撐我們的血肉，但有趣的是，每種類型的器官都具有由比骨骼更硬的物質組成的細胞外基質，這才是血肉真正的支架。

去年，他們使用化學手段把人的卵巢與其中所有的卵泡、血管和各種組織剝離開，只留下這種主要成分是膠原蛋白的支架。在顯微鏡下，這種支架呈交織的網格狀。

下一步是把卵巢組織當作墨水，重新填補這個支架。

Woodruff這樣說。組織...當作墨水...？是的，這聽起來很困難，實際操作也不簡單。在這個實驗中，組織是被稱為“明膠”的膠原蛋白。它可以從打印機噴出，但要求一定的溫度條件。環境太熱，噴出來的明膠軟塌塌; 太冷則會結塊。這種“墨水”最佳溫度約為30˚C。

生物醫學工程師Alexandra Rutz當時在西北大學讀研究生，現在在法國加爾達聖艾蒂安高等礦業學院念博士後，就是她解決了溫度問題。之後，她的首要任務是選出最好的支架方案使明膠能夠附著在其上，使之形成一個類似於真正卵巢的晶格結構。這意味著不斷的試錯，研究者要在體外植入不同的網格結構和卵泡，看看在哪種結構下能夠發展出保持未成熟卵子存活所必需的血管和組織。一旦它們匹配成功，團隊就可以著手準備把單個器官放進身體裡——一個非常小的身體。

微型手術是我們在實驗室裡很常做的事情

Woodruff說。使用放大鏡，解剖鏡和小小的手術刀，他們通過手術將九隻雌性小鼠的健康卵巢移除，換上3D打印的替代品。（其中兩隻為對照組，它們的3D打印的卵巢中沒有卵泡，因此不可能產生胚胎。）等小鼠們從手術中恢復過來，研究人員就將它們與雄性小鼠交配——雄鼠們都在交配之前證明了它們的生育能力。結果顯示，九隻改換3D打印卵巢的雌性小鼠中有三隻成功受孕。

所有這一切都發生得很快——鑑於雌性小鼠每四天排卵一次。它們的孕期持續約20天。生下的鼠寶寶在4個月內即可性成熟。Woodruff和她的團隊讓這些鼠寶寶再生小鼠寶寶，再生小小鼠寶寶，確保打印的卵巢不會在長期有隱性的副作用。整個過程運行得很順利。不僅如此，植入打印卵巢的鼠媽媽們還可以正常哺乳，這表明它們的激素水平也是正常的，對卵巢受損的女性來說，這是一個令人振奮的好消息。

不過雖然已經看見了曙光，她們可能還要再等待一段時間。Woodruff說團隊還需要證明他們的想法也適用於更大的卵巢。他們的下一步計劃是在器官大小與人類類似的小豬身上進行相同的實驗，這個實驗特殊的意義還在於母豬的月經週期與人類女性相仿。Woodruff希望在這一步，以及再之後的臨床醫學實驗中證明3D打印卵巢方案是完全安全並且有效的，她預感距離那一天的到來還有大約五年時間。她說：

明膠已經被FDA批准，這使得一些流程簡化了。

卵巢的器官結構很複雜——它與大腦的激素連接和排卵週期需要每個月都長出一批新的血管。據Woodruff說，他們的實驗對於其他有意3D打印人體器官的研究團隊來說具有很大的參考價值。在未來，人造子宮有非常廣闊的應用前景。

編譯組出品。編輯：郝鵬程