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时间：6年前 (2018-03-10)来源：怀孕期阅读量: 448
怀孕初期，受精卵在子宫里进行了哪些活动？
深圳先进院生殖健康研究室的张键博士正在尝试还原这一过程，她说，要回答这个疑问，先从一个哲学问题开始。
01
—“我”从哪里来—
正常情况下，成熟女性的左右卵巢里分别有大小不同的卵泡，一般每个月会有一个成熟卵泡排出卵子到输卵管，等待精子过来。
△雌性生殖系统剖面图。关于卵子从哪边被排出，左右两个卵巢采取“轮班制”
卵子的外层还有一层极其致密的结构，叫做透明带。精子需要用自己的“头顶”（专业术语叫顶体），在透明带上溶出一个洞才能进入卵子。
当一批行动力特别强的精子来到输卵管，大家都想溶穿透明带，但是只有一个精子能成功通过，然后透明带就会迅速闭锁，其他人就自生自灭了……
正所谓一将功成万骨枯。
不过功成了的“将”也不用太得意。精子和卵子结合形成受精卵，会分裂成为囊胚，来到母体的子宫进行着床，也就是扎根。
起初，胚胎只是一个细胞，慢慢地会分裂成两个、四个、八个、十六个……刚开始还能平均分裂，房子一人一半。慢慢地分裂多了，房子不能均分了，就产生了“阶级分化”：其中一部分分化成为滋养层细胞，为胎儿发育作出贡献，来和子宫内膜接触，扎根并建立胎盘；另一部分成为内细胞团，最终发育成胎儿。
△人的受精、囊胚形成及着床过程，可以看到受精卵在分裂
关键就在这个扎根的过程，其中的细节到现在还是医学界的一大难点。因为子宫有点像“黑匣子”，目前没有一个很直观的方式，来解释胚胎和子宫内膜是怎么接触的。
张键博士和团队目前正在研发用3D生物打印技术，打印出一个有功能的子宫内膜，为研究这个“接触”的过程提供一个直观、可视化的模型。
02
—研究之一—
模拟“黑匣子”里到底发生了什么
关于怀孕的前三个月，我们现在能看到的，大多是二维的模拟剖面图。
张键团队在尝试打印出功能性的3D模型，能进一步了解胚胎在与子宫内膜的互动中，到底是哪些因素起关键作用，也能帮助找出临床早产、复发性流产、子宫黏连、薄型子宫内膜等疾病的病因，并给出干预策略。
△3D生物打印子宫内膜模式图
03
—研究之二—
3D生物打印出有功能的卵巢
前面说的是卵子最终等来了精子，形成胚胎之后到子宫愉快着床的情况。
万一最终没能等来精子呢？
卵子被排出十多天后，子宫内膜看见没人来着床，就会马上脱落，也就是“大姨妈”驾到了。这个时候，卵巢分泌的雌激素和孕酮就会安排下一批候选优势卵泡的生长。
在这个过程中，有些人的卵巢内有发育的卵泡，但很少有发育成熟的，累积就形成了多囊卵巢（患病率15%-20%）；也有一些人，缺乏发育的卵泡，专业术语叫库存的原始卵泡没有被激活，这类人包括卵巢早衰/卵巢功能低下患者，卵巢癌患者，或停经后的妇女。
△小鼠生殖系统相关组织部位（图自先进院）
△正常卵巢和多囊卵巢的模式图
插播一条，女性的卵巢里有个“原始卵泡库”，是出生前就已经携带的。库里的一小部分原始卵泡被激活，有机会发育成优势卵泡，排出卵子，人均一辈子可以排出300-400颗。
这就体现出男女的不同了——男性的精子产生是一个连续的过程，大约每三个月就能更新一波库存。
张键团队目前也在研发通过生物3D打印技术，打印一个生物“支架”，把上述患者的含有未被激活的卵泡的皮质碎片放进或打印进这个支架，支架由经过配比的生物材料和营养因子打印成，可以提供激活卵泡和促使卵泡发育的条件。
这个人工卵巢，并不是要替换患者本来的卵巢，而是将它移植给患者，帮助她们恢复卵巢功能；如果是正在备孕的患者，在功能恢复后，可以取出发育成熟的卵子，进行体外受精，再将体外发育好的囊胚移植到子宫里，也就是辅助生殖，或试管婴儿。
张键说，直接把支架移植到患者皮下是理想状态，移植到原位的话，还需要开腹腔。
04
—用什么打印？—
这个打印“支架”，要对人体无害，最好软硬度适中，同时能按需降解。
张键团队常用材料有胶原、基质等，起到支撑、维持弹性的作用；无机盐、有机盐、海藻酸钠、培养液等提供水盐成分；以及细胞因子等。针对不同的需求，打印所用材料和配比都不一样。
05
—怎么保证打印出的卵巢是“活”的？—
专业角度认为的“活”，就是保证人工卵巢的功能性。这对打印环境中的温度、湿度、压力都有要求，还要找到能提供组织营养和血供条件的方案。
目前有一种方法，人工卵巢打印好之后，让它在液氮下迅速冷冻，这种“冷”不会让细胞被冻死，而是让它们处于一种催眠状态。等到需要使用时，再把它放进配好的营养液里，让其苏醒并恢复功能。
△还记得他们把香蕉放进液氮做成冷冻蕉吗......
06
—谁负责打印？—
电脑啊......
设定好一个能让卵泡发育或功能子宫内膜的场景，然后编好程序，在打印机的几个墨盒里设计并预混材料，然后就可以开工了。
张键团队目前使用的3D生物打印机(Bioscaffolder3.1, GeSiM, 德国)，可以打出图上所示的支架结构，还可以在此基础上，改变相应参数，打印出更为复杂的空间构型。
△打印机（Bioscaffolder3.1）及打印的材料样品
团队近年来在生殖健康领域申请了多项国际国内专利，包括3D打印卵巢和3D打印子宫内膜项目，也已申请专利。
张键说，团队成员们正在一起努力，研发出成熟产品，早日造福患者。同时，也期待有意向的合作伙伴加入。
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