[發(fā)明專利]利用3D生物打印技術(shù)構(gòu)建的人工卵巢支架、人工卵巢及其構(gòu)建方法與應(yīng)用

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• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112386743A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王世宣;張金金;吳桐;高越越
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/24;A61L27/52;B33Y70/10;C12N5/075
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西;舒景景

本發(fā)明公開了一種利用3D生物打印技術(shù)構(gòu)建的人工卵巢支架，采用混有顆粒細(xì)胞的3D打印用生物墨水進(jìn)行3D打印和固化得到人工卵巢支架，所述顆粒細(xì)胞是指哺乳動物卵巢卵泡期卵泡中卵母細(xì)胞四周圍繞著的菱形或扁平的、細(xì)胞漿中含有顆粒的細(xì)胞。本發(fā)明進(jìn)一步提供了該人工卵巢支架的構(gòu)建方法、由其構(gòu)建的人工卵巢及其構(gòu)建方法與應(yīng)用。本發(fā)明在3D打印過程中，創(chuàng)造性地將卵巢顆粒細(xì)胞添加入生物墨水中，使得整個支架內(nèi)顆粒細(xì)胞均勻分布，為支架上卵泡的生長提供更多的生長信號，提高了卵母細(xì)胞的成熟率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種人工卵巢，特別是指一種利用3D生物打印技術(shù)構(gòu)建的人工卵巢支架、人工卵巢及其構(gòu)建方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

在全世界范圍內(nèi)，腫瘤仍是危及生命和健康的主要問題。近年來，隨著診斷技術(shù)和治療手段的進(jìn)步，成年人和兒童的5年生存率已分別達(dá)到65％和83％。但由于放化療的副作用，近1/3的女性將會由此喪失生育力。除此之外，患早發(fā)性卵巢功能不全(POI)的女性也面臨著同樣的難題，她們在40歲前卵巢即功能喪失，并出現(xiàn)絕經(jīng)相關(guān)癥狀。為幫助上述女性，越來越多的研究開始聚焦于如何保存她們的生育能力。這不僅僅是一種醫(yī)學(xué)治療手段，能夠改善患者的生存質(zhì)量，更是關(guān)乎人文關(guān)懷和社會責(zé)任感。體外培育未成熟卵母細(xì)胞技術(shù)的提出，就是保護(hù)女性生育力的方法之一，這方面的研究可以為不孕患者提供一條新的治療途徑，具有廣泛的臨床應(yīng)用價值。

目前，保存生育力的策略包括胚胎冷凍、成熟/未成熟卵母細(xì)胞冷凍、卵巢移位、卵巢組織凍存和卵巢移植等。其中，胚胎冷凍和成熟卵母細(xì)胞冷凍是已較為成熟的方法，但它們不適用于青春期前女性、需要即刻治療腫瘤的女性，以及己經(jīng)發(fā)生了POI的女性。然而，卵巢移植卻能滿足這些人群的要求，并且能夠排除腫瘤復(fù)發(fā)的可能性，全球已有超過130例兒童是通過卵巢移植誕生的。因此，人工卵巢作為卵巢移植物之一，將為更多有恢復(fù)生育力愿望的女性提供一條新的出路，它甚至能夠滿足自然絕經(jīng)女性和變性群體的要求。

構(gòu)建人工卵巢的目的，旨在模仿體內(nèi)自然的卵泡生長微環(huán)境，以促進(jìn)未成熟卵母細(xì)胞的成熟。而培養(yǎng)系統(tǒng)支架的選擇，更是重中之重，一個適宜的支架體系不僅應(yīng)具備良好的生物相容性、可降解性和一定的機(jī)械強(qiáng)度，它還應(yīng)該為細(xì)胞生長、遷移和細(xì)胞極性提供信號。用于構(gòu)建人工卵巢的材料多為自然來源的，包括膠原、纖維蛋白原、海藻酸鈉和透明質(zhì)酸等，但它們往往機(jī)械強(qiáng)度不足，在體內(nèi)易降解，難以長時間模擬卵巢發(fā)揮功能。

三維打印技術(shù)是目前科學(xué)研究的一個熱點(diǎn)。它借助計(jì)算機(jī)圖形輔助設(shè)計(jì)，采用分層加工、疊加成形，能夠構(gòu)建出多樣性、復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的快速成型技術(shù)。近年來該項(xiàng)技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)多孔材料、組織工程的應(yīng)用備受重視，尤其是在形態(tài)復(fù)雜人工骨、可控藥物釋放模型、多細(xì)胞聯(lián)合打印組織和器官構(gòu)建等領(lǐng)域具有其獨(dú)特優(yōu)勢。通過優(yōu)化控制打印材料及環(huán)境條件，活細(xì)胞打印、二元細(xì)胞乃至多種細(xì)胞聯(lián)合打印和長期共培養(yǎng)均成為現(xiàn)實(shí)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?yàn)槲闯墒炻涯讣?xì)胞的體外培養(yǎng)提供良好外微環(huán)境的利用3D生物打印技術(shù)構(gòu)建的人工卵巢支架、人工卵巢及其構(gòu)建方法與應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供了一種利用3D生物打印技術(shù)構(gòu)建的人工卵巢支架，采用混有顆粒細(xì)胞的3D打印用生物墨水進(jìn)行 3D打印和固化得到卵巢支架，所述顆粒細(xì)胞是指哺乳動物卵巢卵泡期的卵母細(xì)胞四周圍繞著的菱形或扁平的、細(xì)胞漿中含有顆粒的細(xì)胞。需要注意的是，卵巢黃素化顆粒細(xì)胞屬于排卵后分化的體細(xì)胞，分泌激素以孕激素為主，不適于人工卵巢的構(gòu)建。

優(yōu)選地，每毫升所述3D打印用生物墨水中含有哺乳動物的卵巢顆粒細(xì)胞數(shù)量為(2～8)×10⁶個，這一數(shù)量保證了后續(xù)卵母細(xì)胞的培養(yǎng)具有較高的成熟率。