3D列印之類胎盤 有助母體與胎兒間的研究

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▲▼             。(圖/記者生醫觀點攝)

人造胎盤解決了侵入式研究的危險

胎盤有一項高度複雜的任務,它必須確保母親和未出生的孩子之間交換重要的物質,同時阻止其他不必要的物質通過。到目前為止,科學家還沒有完全理解胎盤的滲透性取決於什麼,畢竟,直接研究其在人體中的功能是非常困難的。

TU Wien材料科學與技術研究所的Aleksandr Ovsianikov教授說:「透過生物膜運輸物質,在各個醫學領域都發揮著重要作用,這些包括血腦屏障,攝入胃、腸道中的食物以及胎盤等。」

例如,有許多研究證明,母親的疾病,如糖尿病,可能對未出生的孩子產生影響,高血壓也會影響物質向胎兒的運輸,然而到目前為止,在這種情況涉及許多參數相互作用的機制,所以幾乎不可能研究,因為若要直接在人體裡進行研究,幾乎都須透過侵入性的方法執行,這對母體與胎兒都十分危險。

特殊芯片、高生物相容性水凝膠是關鍵

因此,TU Wien的研究人員致力於在專用芯片上複製器官,以便在受控條件下研究其功能。Denise Mandt解釋說:「我們的芯片由兩個區域組成,一個代表胎兒,另一個代表母親,我們使用特殊的3D列印技術在人造胎盤膜之間產生分區。」

TU Wien多年來一直致力於此類高分辨率3D列印,取得了巨大成功,它使用可在激光束的幫助下固化的材料,允許以微米範圍內的分辨率逐點創建期望的3D結構。Aleksandr Ovsianikov解釋說:「在我們的案例中,它使用一種具有良好生物相容性的水凝膠,基於天然胎盤的模型,可生產出一個小而彎曲的絨毛表面。可以將胎盤細胞種在上面,形成一個非常類似於天然胎盤的屏障。」

芯片上的器官解決了活體實驗的困難

細胞芯片負責人Peter Ertl教授說:「這種” 片上器官 ”技術是生物醫學領域的革命性方法,近年來引起了人們對臨床診斷、生物技術和製藥學的極大興趣,該研究小組在該項目中發揮了關鍵作用。在芯片上創造人體微型器官應該允許開發,配合患者特異性治療方法,並且也是替代動物實驗的一種方法。」

在芯片上,可以密切監測重要的生物學參數,例如微型器官的壓力、溫度、幾何形狀和營養供應,以及藥物的施用,可以準確地觀察疾病進展和治愈率。

初步測試已經顯示,芯片上的人工胎盤確實表現出與天然胎盤類似的模式:小分子被允許通過,而大分子被阻止。該模型現在旨在專門研究從母體到胎兒的營養轉運。

原文網址:
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180814101431.htm

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