視網膜類器官（organoid）是利用包括胚胎干細胞（embryonic stem cells, ESCs）和誘導多能干細胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）經特定培養而形成的細胞聚集物，其結構和功能類似對應的視網膜組織。為了克服種屬差異和其他動物實驗的缺陷，來源于人類或者患者的類器官技術替代動物實驗越來越受到重視，成為國際上研究和研發的熱點。視網膜類器官可以用于視網膜組織的生物學、疾病病理學、細胞生物學、再生機制、干細胞移植、精準醫療以及藥物毒性和藥效試驗，應用潛力巨大。

然而常規類器官難以實現標準化、均一化長期培養，不利于后續的臨床轉化，成為類器官研究與應用的難題。為了構建能夠大量產生異質性小、攜帶多種視網膜細胞新一代視網膜類器官，中南大學愛爾眼科學院、愛爾眼科研究所陳建蘇教授、唐仕波教授團隊利用3D打印技術對視網膜類器官的培養模具進行個性化定制，首次自主設計并構建了基于3D打印來源的適合視網膜類器官培養的聚二甲基硅氧烷（PDMS）微孔模具平臺，相關研究得到業界的高度認可，取得了以下成果：

1、于2023年4月發表在工程技術Q1的Top期刊Biofabrication（doi: 10.1088/1758-5090/acc761. 影響因子：11.06）。其中陳建蘇教授和唐仕波教授為共同通訊作者，博士研究生孫璽皓為第1作者。

論文基于3D打印模具視網膜類器官培養系統，具有62個V型的小型培養孔，可以實現視網膜類器官的一站式長期培養（見下圖）。

在培養過程中無須對類器官進行反復地轉移及分選，既節省了研究者的時間，又降低了視網膜類器官的異質性。與傳統的視網膜類器官培養方法比較，在該平臺中產生的視網膜類器官，大小均一，活性好。在此基礎上，論文首次發現在PDMS平臺中視網膜類器官呈現一種特殊的粘附3D克隆聚集生長狀態，可以不通過常規視網膜類器官需要添加的轉化生長因子超家族成員之一的BMP4及視網膜色素上皮細胞相關誘導，便可以在早期均勻地產生攜帶有視網膜色素上皮細胞（RPE）、睫狀緣干細胞（CM）和視網膜神經層（NR）的視網膜類器官（見下圖）。

隨后通過使用人血小板裂解液代替胎牛血清，建立了基于PDMS微孔平臺無外源性動物添加劑的一站式類器官培養流程，有利于后續的臨床轉化。另外，通過外接微流控平臺，也可以在體外模擬血管的灌注微流控培養，實現一站式長期動態培養均勻一致的視網膜類器官。

2、其他：相關技術在發表文章前研究團隊申請發明專利一項，目前已公示（一種三維類器官灌流培養器具，CN115197842A）。博士研究生孫璽皓投稿2023年4月美國視覺與眼科年會（ARVO）: One-Stop Assembly of Adherent 3D Retinal Organoids from Human Induced Pluripotent Stem Cells based on PDMS Microwell Chip，這一研究成果也被選為大會專題發言，向全球眼科同道進行發布。

新一代基于3D打印模具一站式視網膜類器官長期培養系統，克服了傳統視網膜類器官難以實現標準化和均一化長期培養的瓶頸問題，可以在較少人工干預的前提下，大量產生同質性并攜帶含視網膜祖細胞等多種視網膜細胞的視網膜類器官，特別有利于將其臨床應用于視網膜疾病模型及其藥物篩選和視網膜類器官移植等新手段和新技術治療難治性視網膜疾病。本研究以愛爾眼科研究所為研究平臺，研究受到國家自然科學基金委員會（NSFC）及香港研究資助局（RGC）聯合科研資助基金（NSFC-RGC, 32061160469, N_CUHK432/20)）、廣東省科技計劃項目粵港澳聯合創新領域（2021A0505110005）和愛爾眼科醫院集團科研項目的資助。

論文鏈接：
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36963105/