納米3D打印技術(shù)可將體外受精（IVF）周期減少40%，從而減少患者經(jīng)濟(jì)和情緒痛苦

南極熊導(dǎo)讀：納米3D打印是一個(gè)非常小眾的技術(shù)領(lǐng)域，到目前為止，該技術(shù)應(yīng)用主要集中在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。因此，亞微米級(jí)3D打印能力的實(shí)際用例仍在持續(xù)探索中。

2022年12月15日，南極熊獲悉，澳大利亞體外受精(IVF)專家Fertilis Pty Ltd展示了一種在醫(yī)療領(lǐng)域可能富有成效的納米3D打印技術(shù)。

△視頻：NanoOne的2PP雙光子聚合3D打印系統(tǒng)介紹

Fertilis表示，與目前市場(chǎng)上的其它產(chǎn)品相比，3D打印為胚胎植入前提供了更好的控制和更少變化的環(huán)境，并且更接近人體。該公司通過(guò)使用奧地利UpNano GmbH開發(fā)的一種光聚合材料和NanoOne 2PP 3D打印機(jī)來(lái)制造動(dòng)態(tài)細(xì)胞培養(yǎng)物。這可以將懷孕通常所需的植入周期減少30-40%，從而減輕患者的情緒和經(jīng)濟(jì)痛苦。

△體外受精（IVF）流程示意圖

研發(fā)技術(shù)背景
體外受精(IVF)對(duì)胚胎來(lái)說(shuō)是一種負(fù)擔(dān)，因此，在植入前階段暴露在反復(fù)變化的條件下，保持它們的安全和健康是很重要的。暴露在不斷變化的環(huán)境中不僅會(huì)造成巨大的壓力，而且還會(huì)增加失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

因此，為了減輕胚胎的壓力，提高體外受精的成功率，F(xiàn)ertilis為受精和胚胎著床之間的關(guān)鍵生命階段開發(fā)了獨(dú)特的環(huán)境并申請(qǐng)了專利。這種史無(wú)前例的3D打印微型設(shè)備具有直徑0.05毫米的特征，可以精確地監(jiān)測(cè)和控制受精卵的培養(yǎng)過(guò)程，從而消除了體外受精從業(yè)者在培養(yǎng)皿之間移動(dòng)細(xì)胞的需要。

△Fertilis的微流控細(xì)胞培養(yǎng)觀測(cè)系統(tǒng)，采用UpNano 2PP技術(shù)3D打印

納米級(jí)3D打印解決方案
UpNano的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席運(yùn)營(yíng)官Denise Hirner指出：“這些通道直徑比人類頭發(fā)絲還細(xì)小，因此對(duì)以往的制造能力具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性。UpFlow的樹脂粘度比其它任何具有相當(dāng)生物相容性的2pp材料都要低。這使得后期制作處理更加出色，特別是為了去除未聚合的材料，并確保結(jié)構(gòu)元素的可重復(fù)性，可對(duì)非常細(xì)的通道進(jìn)行沖洗�！�

△UpNano的UpFlow光聚合材料

UpNano通過(guò)為UpFlow材料選擇特定的樹脂來(lái)實(shí)現(xiàn)這種粘度，這些樹脂將材料的粘度保持在較低水平，直到最終的紫外線照射使材料變硬并準(zhǔn)備好使用。該材料的其它優(yōu)點(diǎn)包括高光學(xué)透明度，使其非常適合對(duì)孵化胚胎進(jìn)行顯微鏡檢查，以及極低的自發(fā)熒光。

Fertilis使用UpFlow和最近交付給南澳大利亞大學(xué)澳大利亞國(guó)家制造工廠(ANFF)的 NanoOne 打印機(jī)。該打印機(jī)不僅提高了用于孵化胚胎的3D打印微型設(shè)備的質(zhì)量，還提高了生產(chǎn)速度。Fertilis首席執(zhí)行官M(fèi)arty Guavin說(shuō)：“以前，我們打印微流體設(shè)備通常需要兩周的時(shí)間。現(xiàn)在僅需要4小時(shí)。而且，最重要的是，使用UpFlow可以獲得比以前質(zhì)量更好的產(chǎn)品�！�

使用NanoOne還可以讓Fertilis充分利用UpNano的自適應(yīng)分辨率技術(shù)，該技術(shù)可以在打印時(shí)調(diào)節(jié)激光束的焦距寬度，能夠一次打印更大和更小的特征，并提高生產(chǎn)時(shí)間和質(zhì)量。Denise Hirner解釋道：“Fertilis的微流控細(xì)胞培養(yǎng)觀測(cè)系統(tǒng)具有微小的通道和更大的結(jié)構(gòu)，可將裝置連接到孵化過(guò)程所需的管道。NanoOne能夠打印各種尺度，從納米到厘米，可以在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)完成所有打印工作。這極大地增強(qiáng)了連接器與管子的緊密配合，并降低了泄漏風(fēng)險(xiǎn)�！�

△NanoOne 2PP 3D打印機(jī)

納米3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的潛力
總之，使用UpFlow制造的微流體設(shè)備可以保護(hù)胚胎，并能夠自動(dòng)改變胚胎周圍的營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基。這提供了有史以來(lái)為體外受精開發(fā)的最優(yōu)生長(zhǎng)環(huán)境。Marty Guavin說(shuō)：“我們的設(shè)備允許在同一個(gè)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行受精、胚胎培養(yǎng)和胚胎冷凍保存，因此不再需要手動(dòng)移動(dòng)胚胎。事實(shí)上，這會(huì)顯著提高成功率并減少父母的時(shí)間、成本和壓力。”

對(duì)于UpNano而言，UpFlow的開發(fā)再次證明了2PP 3D打印在細(xì)胞和醫(yī)學(xué)研究方面的巨大潛力。同時(shí)，UpNano也推出了高度生物相容的水凝膠X Hydrobio INX U200，該公司表示，它是目前唯一一種允許將活細(xì)胞直接從培養(yǎng)板，嵌入高精度3D打印結(jié)構(gòu)的生物應(yīng)用樹脂。