悉尼科技大学（UTS）的研究人员成功3D生物打印出微型胎盘，为研究怀孕并发症开辟了新途径。这项发表在《自然通讯》上的研究由副教授Lana McClements领导，第一作者为Claire Richards博士，强调了这项技术在解决如先兆子痫等病症方面的潜力，先兆子痫影响5-8%的怀孕，并导致全球母婴死亡率上升。

“获取早期胎盘组织既不实用也不安全，这使得早期怀孕很难研究。等到婴儿出生时，胎盘已经发生了很大变化，不再反映早期怀孕时的情况，”McClements博士解释说。她补充说，先兆子痫仍然知之甚少，因为动物和细胞模型往往无法复制人类胎盘的独特生物学特性。

迈向更好的怀孕并发症模型

类器官——人体器官的微型版本——自2009年以来一直是研究中的变革性工具。2018年，研究人员首次利用仅在胎盘中发现的滋养层细胞开发出胎盘类器官。在此基础上，UTS团队应用了生物打印技术，该技术将活细胞与生物相容材料结合，以制造精确的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，并以微小的液滴形式打印到培养皿中，类似于喷墨打印机的工作方式。“我们在生物打印凝胶中培育的类器官与在动物源性凝胶中培育的类器官发育不同，并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，”Richards博士指出。

研究人员解释说，该团队的生物打印类器官非常接近自然胎盘组织，“提供了一个准确的早期胎盘模型。”这使得人们可以在受控环境中开始解开怀孕并发症的原因，并评估潜在的治疗方法。“例如，我们将我们的生物打印类器官暴露于先兆子痫女性体内高水平的炎症分子中，然后测试潜在的治疗方法，以观察类器官如何生长和反应。”

据研究人员称，这些发现标志着在构建早期怀孕可靠模型方面迈出了重要一步。“随着我们完善这些模型，我们正接近一个未来，在这个未来中，怀孕并发症可以在危及生命之前被预测、预防和治疗。”

3D生物打印领域的进展

整个生物打印领域的进展也在加速。本月，荷兰乌特勒支大学及其附属乌特勒支大学医学中心（UMC Utrecht）的研究人员在《自然》杂志上发表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（生成式、自适应、上下文感知3D打印），旨在提高打印组织中细胞的存活率和功能性。

6月，瑞士生物技术公司TissueLabs推出了TissuePro，这是一款为先进组织应用设计的下一代生物打印机。基于其早期的TissueStart平台，TissuePro在多材料打印精度、自动化改进和扩展灵活性方面都有所提升，以支持再生医学、疾病建模甚至软体机器人技术的工作。

与此同时，欧盟资助的Keratoprinter项目正在针对另一个迫切的医疗需求：全球供体角膜的短缺。该计划正在开发一种能够生产全厚度、弯曲的人类角膜的3D生物打印系统，这些角膜可以根据患者的需求进行定制。该项目由德国弗劳恩霍夫应用聚合物研究所（IAP）协调，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。