在全球范围，妊娠并发症导致了超过26万名孕产妇死亡，数百万婴儿夭折。其中，子痫前期是与胎盘功能障碍有关的一种严重妊娠疾病，影响约5–8%的孕妇。悉尼科技大学（UTS）的科学家通过3D生物打印微型胎盘取得了重大突破，为研究妊娠并发症开辟了全新路径。
这项研究由UTS生命科学学院Lana McClements副教授和第一作者Claire Richards博士领导，并已发表于国际权威期刊《自然通讯》（Nature Communications）上。
McClements副教授表示：“在妊娠早期获取胎盘组织既不现实也不安全，这导致早期妊娠阶段的研究一直非常困难。等到婴儿出生时，胎盘已经发生了很大变化，无法再反映早孕时期的状态。像子痫前期等严重的妊娠并发症，仍是一个医学难题，因为目前的动物或细胞模型都无法准确复制人类胎盘的特性。”
2009年，类器官，又称微型器官，首次被提出，这为医学研究带来了突破。此后，科学家通过提取干细胞并将其置于凝胶中，从多种人类器官培养出了类器官。这种凝胶模拟了细胞所依附的组织环境，使细胞在生长和分裂过程中形成聚集体。2018年，科学家首次利用仅存在于胎盘中的一种细胞——滋养层细胞，成功培养出胎盘类器官（或称“微型胎盘”）。
生物打印是一种3D打印技术，利用活细胞和细胞友好材料创建3D结构。研究人员将滋养层细胞与一种可控的合成凝胶混合，然后以精确的液滴形式将它们3D打印到培养皿中，就像喷墨办公打印机一样。
“我们打印的细胞最终长成为胎盘类器官，在与传统手工方法培养的类器官进行比较后，我们发现使用生物打印凝胶培养的类器官与使用动物来源凝胶中培养的类器官发育不同，并形成了不同数量的滋养层细胞亚型。这说明，类器官所处的生长环境会影响它们的成熟方式。” Richards博士说：“我们发现这些类器官与人类胎盘组织非常相似，从而提供了一个精确的早期胎盘模型。这意味着我们可以开始解开妊娠并发症的谜团，并在安全条件下测试新药物。”
“我们打印的细胞最终长成为胎盘类器官，在与传统手工方法培养的类器官进行比较后，我们发现使用生物打印凝胶培养的类器官与使用动物来源凝胶中培养的类器官发育不同，并形成了不同数量的滋养层细胞亚型。这说明，类器官所处的生长环境会影响它们的成熟方式。” Richards博士说：“我们发现这些类器官与人类胎盘组织非常相似，从而提供了一个精确的早期胎盘模型。这意味着我们可以开始解开妊娠并发症的谜团，并在安全条件下测试新药物。”
“随着不断完善这些模型，我们将更好地预测、预防和治疗妊娠并发症，避免其危及未来的生命。” Richards博士说道。