Bioinženjerski trendovi u ženskoj reprodukciji: sistematski pregled.
Human reproduction update
Sažetak istraživanja
Pozadina Da bi se obezbedio optimalni milje za implantaciju i razvoj fetusa, ženski reproduktivni sistem mora da upravlja dinamikom materice sa odgovarajućim hormonima koje proizvode jajnici. Zrele oocite mogu se oploditi u jajovodima, a rezultirajuća zigota se transportuje prema maternici, gdje se može implantirati i nastaviti s razvojem. Cerviks djeluje kao fizička barijera za zaštitu fetusa tijekom trudnoće, a vagina djeluje kao porođajni kanal (uključujući mehanizme maternice i cerviksa) i olakšava kopulaciju. Plodnost može biti ugrožena patologijama koje utječu na bilo koji od ovih organa ili procesa, pa je stoga mogućnost preciznog modeliranja ili vraćanja njihove funkcije od najveće važnosti u primijenjenim i translacijskim istraživanjima. Međutim, urođene razlike u ljudskim i životinjskim modelima reproduktivnog trakta, i statična priroda tehnika 2D kulture ćelija/tkiva, zahtijevaju kontinuirano istraživanje i razvoj dinamičkih i složenijih in vitro platformi, ex vivo pristupa i in vivo terapija za proučavanje i podršku reproduktivnoj biologiji. Da bi se zadovoljila ova potreba, bioinženjering pokreće istraživanje ženske reprodukcije u novu dimenziju kroz širok spektar potencijalnih primjena i pretkliničkih modela, a sve veći broj i raznovrsnost studija doprinosi brzom mijenjanju stanja u polju.
Cilj i obrazloženje Ovaj pregled ima za cilj da sumira sve veće dokaze o strategijama bioinženjeringa, platformama i terapijama koje su trenutno dostupne i koje se razvijaju u kontekstu ženske reproduktivne medicine, kako bi se dalje razumjela reproduktivna biologija žena i pružile nove mogućnosti za obnovu plodnosti. Konkretno, raspravljat će se o tehnikama koje se koriste u ili za matericu (endometrijum i miometrijum), jajnike, jajovode, cerviks i vaginu.
Metode pretraživanja Sistematska pretraga članaka u punom tekstu dostupnih u bazama podataka PubMed i Embase je sprovedena da bi se identifikovale relevantne studije objavljene između januara 2000. i septembra 2021. Pojmovi za pretragu su uključivali: bioinženjering, reprodukcija, veštačko, biomaterijal, mikrofluidno, bioštampanje, organoid, hidrogel, skela, endometrijum, jajovod, jajnik, jajovod cerviksa, vagine, endometrioza, adenomioza, fibroidi maternice, klamidija, Ashermanov sindrom, intrauterine adhezije, polipi maternice, sindrom policističnih jajnika i primarna insuficijencija jajnika. Dodatne studije su identificirane ručnim pretraživanjem referenci odabranih članaka i komplementarnih recenzija. Kriterijumi prihvatljivosti uključivali su originalan, rigorozan i dostupan recenzirani rad, objavljen na engleskom jeziku, o tehnikama reproduktivnog bioinženjeringa kod žena u pretkliničkim (in vitro/in vivo/ex vivo) i/ili fazama kliničkog testiranja. Ishodi Od 10 390 identifikovanih zapisa, 312 studija je uključeno za sistematski pregled. Zbog nedosljednosti u mjerenjima i dizajnu studije, nalazi su procijenjeni kvalitativno, a ne meta-analizom. Hidrogelovi i skele obično su se primjenjivali u različitim bioinženjerskim studijama ženskog reproduktivnog trakta. Nove tehnologije, kao što su organoidi i bioprinting, ponudile su personalizirane dijagnoze i alternativne opcije liječenja. Obećavajući mikrofluidni sistemi koji kombinuju različite pristupe bioinženjeringa takođe su pokazali translacionu vrednost. Šire implikacije Složenost molekularnih, endokrinih i interakcija na nivou tkiva koje regulišu žensku reprodukciju predstavlja izazov za bioinženjerske pristupe za zamjenu ženskih reproduktivnih organa. Međutim, interdisciplinarni rad pruža vrijedan uvid u fizičko-hemijska svojstva neophodna za odvijanje reproduktivnih bioloških procesa. Definiranje pejzaža reproduktivnih bioinženjerskih tehnologija koje su trenutno dostupne i koje se razvijaju za žene može pružiti alternativne modele za toksikološko/testiranje lijekova, ex vivo opcije plodnosti, kliničke terapije i osnovu za buduće studije regeneracije organa.
Prikaži originalni naslov i sažetak na engleskom
Bioengineering trends in female reproduction: a systematic review.
Background To provide the optimal milieu for implantation and fetal development, the female reproductive system must orchestrate uterine dynamics with the appropriate hormones produced by the ovaries. Mature oocytes may be fertilized in the fallopian tubes, and the resulting zygote is transported toward the uterus, where it can implant and continue developing. The cervix acts as a physical barrier to protect the fetus throughout pregnancy, and the vagina acts as a birth canal (involving uterine and cervix mechanisms) and facilitates copulation. Fertility can be compromised by pathologies that affect any of these organs or processes, and therefore, being able to accurately model them or restore their function is of paramount importance in applied and translational research. However, innate differences in human and animal model reproductive tracts, and the static nature of 2D cell/tissue culture techniques, necessitate continued research and development of dynamic and more complex in vitro platforms, ex vivo approaches and in vivo therapies to study and support reproductive biology. To meet this need, bioengineering is propelling the research on female reproduction into a new dimension through a wide range of potential applications and preclinical models, and the burgeoning number and variety of studies makes for a rapidly changing state of the field.
Objective and rationale This review aims to summarize the mounting evidence on bioengineering strategies, platforms and therapies currently available and under development in the context of female reproductive medicine, in order to further understand female reproductive biology and provide new options for fertility restoration. Specifically, techniques used in, or for, the uterus (endometrium and myometrium), ovary, fallopian tubes, cervix and vagina will be discussed. Search methods A systematic search of full-text articles available in PubMed and Embase databases was conducted to identify relevant studies published between January 2000 and September 2021. The search terms included: bioengineering, reproduction, artificial, biomaterial, microfluidic, bioprinting, organoid, hydrogel, scaffold, uterus, endometrium, ovary, fallopian tubes, oviduct, cervix, vagina, endometriosis, adenomyosis, uterine fibroids, chlamydia, Asherman's syndrome, intrauterine adhesions, uterine polyps, polycystic ovary syndrome and primary ovarian insufficiency. Additional studies were identified by manually searching the references of the selected articles and of complementary reviews. Eligibility criteria included original, rigorous and accessible peer-reviewed work, published in English, on female reproductive bioengineering techniques in preclinical (in vitro/in vivo/ex vivo) and/or clinical testing phases. Outcomes Out of the 10 390 records identified, 312 studies were included for systematic review. Owing to inconsistencies in the study measurements and designs, the findings were assessed qualitatively rather than by meta-analysis. Hydrogels and scaffolds were commonly applied in various bioengineering-related studies of the female reproductive tract. Emerging technologies, such as organoids and bioprinting, offered personalized diagnoses and alternative treatment options, respectively. Promising microfluidic systems combining various bioengineering approaches have also shown translational value. Wider implications The complexity of the molecular, endocrine and tissue-level interactions regulating female reproduction present challenges for bioengineering approaches to replace female reproductive organs. However, interdisciplinary work is providing valuable insight into the physicochemical properties necessary for reproductive biological processes to occur. Defining the landscape of reproductive bioengineering technologies currently available and under development for women can provide alternative models for toxicology/drug testing, ex vivo fertility options, clinical therapies and a basis for future organ regeneration studies.
Izvorni podaci
- DOI
- 10.1093/humupd/dmac025
- PMID
- 35652272
- PMCID
- PMC9629485
- Provjereno
- 2026-07-26
Naslov i sažetak prevedeni su automatski i prijevod može sadržavati netačnosti ili neprecizne stručne izraze. Za sve detalje, citiranje i medicinsko tumačenje pregledajte originalnu englesku verziju članka. Ne donosite zdravstvene odluke samo na osnovu ovog prijevoda.
Pregledaj originalni članak na engleskom