由于研究人类分娩的模型有限,内华达大学雷诺分校医学院的研究人员正转向3D生物打印——这项新兴技术正在重塑科学家对妊娠和早产的理解。
经过近十年的研究和学生协作,药理学副教授希瑟·伯金博士、药理学研究助理教授克雷格·乌尔里希博士及其跨学科团队开发出一种生物打印模型,能够模拟妊娠末期的子宫。这一突破使研究人员能够研究分娩如何启动,以及如何利用药物阻止早产。
该项目可追溯到大约十年前,当时一名研究生在参加一场会议时看到了一张关于生物打印肺组织的海报。这项技术能够创建功能类似于人体组织的模型,由此激发了一个想法。
伯金立即看到了其在生殖研究中的潜力。
当时,这项技术尚属新颖、昂贵且不为人熟知。内华达大学雷诺分校医学院是率先采用Aspect Biosystems生物打印组织治疗产品的校园之一,这使得该实验室成为最早与该系统所在公司合作的学术伙伴之一。
一篇关于妊娠期人类子宫肌层生物打印模型的论文于2025年10月发表,展示了该项目在医学研究中的影响力。
这项研究需要反复试验和跨学科合作。机械工程教授金一飞博士研究了生物墨水(用于打印组织的材料)在打印过程中的流动和固化方式。“作为工程背景出身,我习惯问‘如何构建’,”金说,“而与医学研究人员合作则让焦点转移到‘是否安全、生理相关且具有临床意义’。”
本科生也在日常实验中贡献良多。拥有理学学士学位的贾达·奥卡伊科伊(现为康奈尔大学博士生)帮助优化了组织模型。“我增强了模型,使其能够在肌动描记仪上进行研究,”奥卡伊科伊说,“我学会了培养细胞、制备生物墨水、操作生物打印机,以及测试组织对药物的反应。”
奥卡伊科伊还强调了这段经历对她博士生涯的影响。“在伯金博士实验室的工作让我意识到女性健康研究的匮乏,”奥卡伊科伊说,“这给了我追求博士学位的信心。”
另一位前本科生、拥有博士学位的阿努特·西瓦科塞斯强调了所获得的指导和支持。“无论实验结果如何,伯金博士和乌尔里希博士都给予我极大的支持,”他说,“我掌握了先进的实验技术,独立开展实验,并培养了攻读博士学位所必需的能力。他们的指导激励我在自己的职业生涯中效仿这种 mentorship。”
该项目的协作性质超越了指导,体现了使研究成为可能的跨学科方法。来自药理学、工程学和生物化学的师生紧密合作,使得团队能够将技术创新与真实的医学洞见相结合。这确保了生物打印模型不仅功能类似人体组织,还能回答关于分娩和早产的关键问题。
由于早产有多种不同原因,团队最终希望创建多个版本的模型以匹配特定的风险因素。这种方法有助于研究人员测试哪些药物对不同患者最有效,从而迈向更个性化的治疗。
展望未来,团队视该项目为生物医学研究领域更大转变的一部分——跨学科合作与学生实践培训能够加速发现。通过结合创新技术、指导与真实世界问题,内华达大学雷诺分校医学院正在为更安全的妊娠和更好的母婴结局铺平道路。
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