科学家使用3D打印技术帮助提高体外受精成功率

2023年1月25日，南极熊获悉，高分辨率和微型3D打印系统提供商UpNano 和位于澳大利亚的 IVF 专家Fertilis宣布开发出一种应用于 2PP 3D 打印的新型材料，这是3D打印在医疗领域又一项令人兴奋的新应用。这两家公司声称，得益于新型3D打印材料和2PP（双光子聚合）3D打印技术，他们将能够提高体外受精（IVF）的效率，减少怀孕所需的植入周期。

体外受精，即 IVF，是各种辅助生殖技术中最常用的技术之一。据统计，在美国约有 12% 的女性怀孕困难，到2014年（更多最新数据稀少），美国约有100万婴儿通过体外受精出生，这也许不足为奇。然而，该过程是昂贵的并且并不总是成功的。事实上，30 岁以下的女性在第一个 IVF 周期中活产的几率约为 44%，随着年龄的增长，这一比例会显着下降。因此，通常需要多个植入周期，这对父母来说很快就会变得昂贵。

这项最新研究旨在帮助解决这一问题，其详细信息以题为“Nano-literperfusion microfluidic device made entirely by two-photon polymerization fordynamic cell culture with easy cell recovery”的论文被发表在《scientificreports》期刊上。

相关论文链接：https://www.nature.com/articles/s41598-023-27660-x

△来自 Fertilis 的技术。图片来源：Fertilis

3D 打印如何提高 IVF 率？

Fertilis 转向由 UpNano开发的 2PP 3D 打印方法及其新型 UpFlow 材料，以创建一种用于 IVF 的新型动态细胞培养物。根据 UpNano 和 Fertilis 的说法，它更接近于人体环境，从而减少了对胚胎本身的巨大压力。这反过来又降低了失败的机会（因为反复改变试管婴儿常见的条件会增加失败的风险），该公司声称这种解决方案将使怀孕所需的植入周期数减少 30-40%。

体外受精 (IVF) 是一个充满压力的时期。不仅对父母，对胚胎也是如此。保持它们的安全和健康需要在植入前阶段暴露在反复变化的条件下。这不仅会造成巨大的压力，而且还会增加失败的风险，因此需要反复进行 IVF 周期。因此，为了减少对胚胎的压力并提高 IVF 的成功率，Fertilis 为胚胎受精和植入之间的关键生命阶段开发并申请了独特的环境。这种首创的3D 打印微型设备具有 0.05 毫米的直径，可以精确监测和控制受精卵的培养过程，无需试管婴儿从业者在培养皿之间移动细胞。

△使用 UpNano 的 UpFlow 材料和2PP 3D 打印方法制作的零件。图片来源：UpNano

但它是怎么做到的呢？嗯，UpFlow 是 UpNano 提供的众多双光子树脂之一，由于其低粘度而被选中。Fertilis 指出，较低的粘度尤为重要，因为它允许进行更出色的后期处理，特别是在冲洗非常精细的通道以去除所有未聚合材料时。此外，得益于 UpNano 的 2PP 微型 3D 打印方法，不仅实现了令人难以置信的精细细节，而且速度也比以前快得多，Fertilis 仅用了四个小时就制造出了这些设备。此外，最终部件的质量也更高，因为它可以在一个生产周期内打印出来，增强了连接器与管子的紧密配合并减少了泄漏。

Fertilis 首席执行官Marty Guavin 总结道：“我们的设备允许在一个结构中进行受精、胚胎培养和胚胎冷冻保存——不再需要手动移动胚胎。事实上，这显着提高了成功率，减少了父母的时间、成本和压力。”

关于 Fertilis Pty Ltd (2022)

Fertilis 成立于 2019 年，总部位于澳大利亚阿德莱德，是一家医疗技术初创公司，致力于开发改变生活的突破性微型医疗设备。该公司的技术使 IVF 过程自动化并提高了成功率。它还可以在发现一系列其他慢性疾病（如癌症、糖尿病和囊性纤维化）的新疗法方面发挥作用。

Fertilis 开创性的 3D 打印医疗技术已有 20 多年的历史。在 20 世纪 90年代后期，Jeremy Thompson 教授首先提出了自动化IVF 的想法。2017 年在皇家墨尔本理工大学和墨尔本大学休假期间，汤普森教授与纳米生物光子学中心的共同成员合作开发了他的微型吊舱设计，最终使用 3D 打印机创建了该吊舱。汤普森教授和他的团队与大卫加德纳教授合作，并在他多年参与的基础上，对设计进行了调整和测试。技术发展得越多，其潜力就越大。连续创业者 Marty Gauvin 于 2019 年加入 Fertilis 担任首席执行官，将这项技术商业化，并让全世界数百万人都能使用它。

关于 UpNano GmbH (2022)

UpNano 成立于 2018 年 9 月，是维也纳工业大学的分支机构，是一家总部位于维也纳的高科技公司，专注于基于双光子聚合的高分辨率 3D 打印系统的开发、制造和商业化。第一个商业产品，打印系统 NanoOne，可以打印结构细节≥170 nm 的微型部件。由于打印过程非常快，还可以实现高达几厘米的中等比例部件。