UpNano和Fertili新方法：用3D打印推進試管嬰兒研究

2023年1月6日,，南極熊獲悉，高分辨率微尺度3D打印公司UpNano GmbH宣布開發(fā)了一種新型光聚合材料——UpFlow,，這種材料能夠快速,、精確地3D打印出用于新生動態(tài)細胞培養(yǎng)的微環(huán)境。它是與澳大利亞試管嬰兒專家Fertilis公司聯(lián)合開發(fā),，在植入前為胚胎提供了一個更可控,、變化更小的環(huán)境，并且比目前可用的其他產(chǎn)品更接近于人類身體,。利用UpNano NanoOne 2PP 3D打印機可以減少30-40%的胚胎植入周期,，而這通常是懷孕所需要的，可以節(jié)省患者的情感和經(jīng)濟痛苦,。

Fertilis公司首席執(zhí)行官MartyGauvin說："我們的設(shè)備允許受精,、胚胎培養(yǎng)和胚胎冷凍保存在一個結(jié)構(gòu)中進行，不再需要用手移動胚胎,。事實上,，這大大增加了成功率，減少了時間,、成本和父母的壓力,。"

△UpNano樹脂UpFlow。圖片來自UpNano,。

這項新技術(shù)如何推進試管嬰兒技術(shù)的發(fā)展,？

據(jù)Fertilis公司稱，體外受精（IVF）對父母和胚胎來說都是一個緊張的時期,。為了保持在植入前階段的安全和健康,，胚胎必須暴露在不斷變化的條件下。這不僅造成了巨大的壓力,，而且還增加了失敗的風(fēng)險,，必須重復(fù)試管嬰兒周期。Fertilis公司為受精和胚胎植入之間的關(guān)鍵生命階段開發(fā)了一種新的環(huán)境,，并申請了專利,，以減少胚胎的壓力，提高IVF的成功率。這種 "首創(chuàng)"的3D打印微型設(shè)備的特點是直徑為0.05毫米,，使IVF專業(yè)人員能夠準(zhǔn)確地控制和監(jiān)測受精卵的培養(yǎng)過程,，消除了IVF專業(yè)人員在培養(yǎng)皿之間移動細胞的需要。

UpNano的首席運營官和聯(lián)合創(chuàng)始人DeniseHirner說："UpFlow提供了更具有生物相容性的2PP材料,，它具有更低的粘度,。這使得生產(chǎn)后的處理要好得多，特別是通過對非常細的通道進行沖洗,，可以去除未聚合的材料并確保結(jié)構(gòu)元素的可重復(fù)性�,！�

UpNano通過為UpFlow材料選擇特定的樹脂原料來實現(xiàn)這一目標(biāo),，這些樹脂在最終紫外線照射固化前可一直保持低粘度。該材料的其他優(yōu)點包括它的高光學(xué)透明度,，這使它成為對孵化的胚胎進行顯微鏡檢查的理想選擇,，而且它的自發(fā)熒光非常低。

Fertilis采用UpFlow與NanoOne打印機相結(jié)合,，后者最近被提供給南澳大利亞大學(xué)的澳大利亞國家制造設(shè)施（ANFF）,。這臺打印機不僅提高了用于胚胎孵化的3D打印微型設(shè)備的質(zhì)量，而且還提高了生產(chǎn)速度,。Fertilis公司的首席執(zhí)行官進一步解釋說："以前,，我們的微流體裝置的3D打印需要整整兩星期的時間。現(xiàn)在,，只需要4個小時,。這是生產(chǎn)過程的一個特殊加速。而且,，最重要的是,，使用UpFlow的結(jié)果是比以前取得的產(chǎn)品質(zhì)量更好。"

使用NanoOne還可以最大限度地利用其自適應(yīng)分辨率技術(shù),。這可以在打印時改變激光束的焦點寬度,。較大和較小的特征可以在一次打印中完成，改善生產(chǎn)時間和質(zhì)量,。UpNano聲稱,，UpFlow的開發(fā)顯示了2PP 3D打印在細胞和醫(yī)學(xué)研究方面的巨大潛力。UpNano通過推出X Hydrobio INX U200證明了這一點,，X Hydrobio INXU200是唯一可以商用的樹脂,，可以將培養(yǎng)皿中的活細胞直接嵌入高度精確的3D打印結(jié)構(gòu)中，用于生物應(yīng)用,。

△Denise Hirner,，UpNano公司首席運營官和聯(lián)合創(chuàng)始人。圖片來自UpNano。

增材制造在生物領(lǐng)域的擴展

最近,，3D生物打印專家CollPlant公司同樣擴大了其材料組合,，增加了一種新的生物墨水。這是CollPlant開發(fā)的的第二種基于重組人膠原蛋白（rhCollagen）的材料,，被稱為 "Collink.3D 90",，據(jù)說它具有增強的機械性能，專門針對軟硬組織的打印需求,。與現(xiàn)有的細胞培養(yǎng)水凝膠相比,，這種墨水據(jù)說允許細胞快速遷移，這可能使它成為創(chuàng)造再生藥物的理想基礎(chǔ),。

△Collink 3D 90水凝膠內(nèi)人成纖維細胞3D細胞培養(yǎng)的熒光顯微照片

此前,，英國哥倫比亞大學(xué)（UBC）的研究人員成功地對人類睪丸細胞進行了3D生物打印，這被認為是世界首創(chuàng),。在發(fā)現(xiàn)了一些精子生產(chǎn)潛力的早期跡象后,，研究人員希望利用他們的成果來幫助男性不育癥。Ryan Flannigan博士是這項研究的主要作者,，他聲稱不孕不育影響了大約15%的夫婦,，其中男性因素是超過一半的確認案例的促成因素。他補充說："我們將這些細胞3D打印成一個非常具體的結(jié)構(gòu),，模仿人類的解剖結(jié)構(gòu),，我們認為這是我們刺激精子生產(chǎn)的最好機會。如果成功,，這可能為目前沒有其他選擇的夫婦打開新的生育治療的大門,。"