UpNano和Fertili新方法：用3D打印推进试管婴儿研究

2023年1月6日，南极熊获悉，高分辨率微尺度3D打印公司UpNano GmbH宣布开发了一种新型光聚合材料——UpFlow，这种材料能够快速、精确地3D打印出用于新生动态细胞培养的微环境。它是与澳大利亚试管婴儿专家Fertilis公司联合开发，在植入前为胚胎提供了一个更可控、变化更小的环境，并且比目前可用的其他产品更接近于人类身体。利用UpNano NanoOne 2PP 3D打印机可以减少30-40%的胚胎植入周期，而这通常是怀孕所需要的，可以节省患者的情感和经济痛苦。

Fertilis公司首席执行官MartyGauvin说："我们的设备允许受精、胚胎培养和胚胎冷冻保存在一个结构中进行，不再需要用手移动胚胎。事实上，这大大增加了成功率，减少了时间、成本和父母的压力。"

△UpNano树脂UpFlow。图片来自UpNano。

这项新技术如何推进试管婴儿技术的发展？

据Fertilis公司称，体外受精（IVF）对父母和胚胎来说都是一个紧张的时期。为了保持在植入前阶段的安全和健康，胚胎必须暴露在不断变化的条件下。这不仅造成了巨大的压力，而且还增加了失败的风险，必须重复试管婴儿周期。Fertilis公司为受精和胚胎植入之间的关键生命阶段开发了一种新的环境，并申请了专利，以减少胚胎的压力，提高IVF的成功率。这种 "首创"的3D打印微型设备的特点是直径为0.05毫米，使IVF专业人员能够准确地控制和监测受精卵的培养过程，消除了IVF专业人员在培养皿之间移动细胞的需要。

UpNano的首席运营官和联合创始人DeniseHirner说："UpFlow提供了更具有生物相容性的2PP材料，它具有更低的粘度。这使得生产后的处理要好得多，特别是通过对非常细的通道进行冲洗，可以去除未聚合的材料并确保结构元素的可重复性。“

UpNano通过为UpFlow材料选择特定的树脂原料来实现这一目标，这些树脂在最终紫外线照射固化前可一直保持低粘度。该材料的其他优点包括它的高光学透明度，这使它成为对孵化的胚胎进行显微镜检查的理想选择，而且它的自发荧光非常低。

Fertilis采用UpFlow与NanoOne打印机相结合，后者最近被提供给南澳大利亚大学的澳大利亚国家制造设施（ANFF）。这台打印机不仅提高了用于胚胎孵化的3D打印微型设备的质量，而且还提高了生产速度。Fertilis公司的首席执行官进一步解释说："以前，我们的微流体装置的3D打印需要整整两星期的时间。现在，只需要4个小时。这是生产过程的一个特殊加速。而且，最重要的是，使用UpFlow的结果是比以前取得的产品质量更好。"

使用NanoOne还可以最大限度地利用其自适应分辨率技术。这可以在打印时改变激光束的焦点宽度。较大和较小的特征可以在一次打印中完成，改善生产时间和质量。UpNano声称，UpFlow的开发显示了2PP 3D打印在细胞和医学研究方面的巨大潜力。UpNano通过推出X Hydrobio INX U200证明了这一点，X Hydrobio INXU200是唯一可以商用的树脂，可以将培养皿中的活细胞直接嵌入高度精确的3D打印结构中，用于生物应用。

△Denise Hirner，UpNano公司首席运营官和联合创始人。图片来自UpNano。

增材制造在生物领域的扩展

最近，3D生物打印专家CollPlant公司同样扩大了其材料组合，增加了一种新的生物墨水。这是CollPlant开发的的第二种基于重组人胶原蛋白（rhCollagen）的材料，被称为 "Collink.3D 90"，据说它具有增强的机械性能，专门针对软硬组织的打印需求。与现有的细胞培养水凝胶相比，这种墨水据说允许细胞快速迁移，这可能使它成为创造再生药物的理想基础。

△Collink 3D 90水凝胶内人成纤维细胞3D细胞培养的荧光显微照片

此前，英国哥伦比亚大学（UBC）的研究人员成功地对人类睾丸细胞进行了3D生物打印，这被认为是世界首创。在发现了一些精子生产潜力的早期迹象后，研究人员希望利用他们的成果来帮助男性不育症。Ryan Flannigan博士是这项研究的主要作者，他声称不孕不育影响了大约15%的夫妇，其中男性因素是超过一半的确认案例的促成因素。他补充说："我们将这些细胞3D打印成一个非常具体的结构，模仿人类的解剖结构，我们认为这是我们刺激精子生产的最好机会。如果成功，这可能为目前没有其他选择的夫妇打开新的生育治疗的大门。"