悉尼科技大学（UTS）研究人员利用3D生物打印技术成功打印出微型胎盘，为研究妊娠并发症如先兆子痫提供了新途径。先兆子痫是导致全球母婴死亡的主要原因之一，但现有的动物模型和细胞模型难以模拟人类胎盘的独特生物学。通过打印包含滋养层细胞的胎盘类器官，研究人员能更精准地模拟早期妊娠状态，探索先兆子痫的发病机制，并测试潜在治疗方案。这一突破为妊娠并发症的早期预测和治疗带来了希望，可能改变未来孕期护理的方式。
悉尼科技大学（UTS）的研究人员成功3D生物打印出微型胎盘，为研究妊娠并发症开辟了新的路径。该研究发表在《自然通讯》期刊上，由兰娜·麦克莱门茨副教授主导，克莱尔·理查兹博士为第一作者。研究凸显了这一技术在解决诸如先兆子痫等问题中的潜力。先兆子痫影响约5%至8%的孕妇，且是全球母婴死亡的重要原因之一。
麦克莱门茨博士解释道：“获得早期妊娠的胎盘组织既不现实也不安全，这使得研究早期妊娠变得困难。等到婴儿出生时，胎盘已经发生了很大变化，无法再反映早期妊娠的状况。”她补充道，由于动物模型和细胞模型常常不能复制人类胎盘的独特生物学特征，先兆子痫至今仍然没有得到充分理解。
自2009年以来，类器官（即微型人体器官）作为研究工具已经取得了显著进展。2018年，科学家们首次利用滋养层细胞（仅存在于胎盘中的特殊细胞）成功开发了胎盘类器官。基于这一进展，UTS团队应用了生物打印技术，使用活细胞与生物兼容材料结合，精确地打印出3D结构。
在这项研究中，滋养层细胞与一种可调合成凝胶混合后，被像喷墨打印机一样精确地打印到培养皿中。理查兹博士指出：“我们在生物打印凝胶中培养出的类器官，与在动物衍生凝胶中培养的类器官有所不同，形成了不同数量的滋养层亚型。这表明类器官生长的环境可以控制它们的成熟方式。”
研究人员解释道，团队生物打印的类器官与天然胎盘组织非常相似，“提供了一个准确的早期胎盘模型”。这使得我们能够开始揭示妊娠并发症的成因，并在一个可控的环境中评估潜在的治疗方法。“例如，我们将一种在先兆子痫女性体内高浓度的炎症分子暴露于这些生物打印的类器官中，然后测试潜在治疗方法，看这些类器官的生长和反应如何。”
根据研究人员的说法，这些发现标志着构建可靠的早期妊娠模型迈出了重要的一步。“随着这些模型的不断完善，我们离能够预测、预防并治疗妊娠并发症的未来越来越近，从而在不危及生命的情况下解决问题。”
生物打印技术的进展
生物打印领域的整体进展也在加速。这个月，由荷兰乌特勒支大学及其附属的乌特勒支大学医疗中心（UMC乌特勒支）领导的研究人员开发了一种将计算机视觉与体积打印相结合的3D打印机。该系统名为GRACE（生成、自适应、情境感知3D打印），旨在提高细胞存活率和打印组织的功能。
今年6月，瑞士生物技术公司TissueLabs推出了下一代生物打印机TissuePro，旨在支持更高级的组织应用。TissuePro在精确度、自动化程度和多材料打印的灵活性方面较其前身TissueStart有所提升，支持再生医学、疾病建模，甚至软体机器人等领域的研究。
与此同时，欧盟资助的Keratoprinter项目正在解决一个全球性医疗需求：供体角膜的短缺。该项目正在开发一种能够打印全厚度、定制化人类角膜的3D生物打印系统，旨在为患者提供量身定制的解决方案。该项目计划用42个月完成，由五个国家的九个合作伙伴联合实施，涉及生物材料、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高分子研究所（Fraunhofer IAP）协调，并获得Horizon Europe资助，于2023年1月启动，目标是恢复数百万人的视力，同时注重可持续性和可及性。
