3D打印技術（3DP）的發(fā)展重新定義了建筑、航空航天等行業(yè)的原型制作過程，生物相容性樹脂的發(fā)展正在促進3DP在生物醫(yī)學科學中的快速應用。然而，將3DP產品應用到生物醫(yī)學領域的一個挑戰(zhàn)是常用樹脂的潛在細胞毒性。目前行業(yè)對于“生物相容性”一詞的定義或多或少存在缺陷，使得盡管有些材料被定義為“生物相容性”，但是其浸出液可能對公共衛(wèi)生和環(huán)境產生負面影響：例如，傳統(tǒng)方法生產的塑料會釋放細胞毒性增塑劑，如雙酚A（BPA）；對于新興3DP產品的潛在細胞毒性卻缺乏相關知識。

為此，美國西北大學的Teresa K. Woodruff、Francesca E. Duncan等人利用目前牙科領域常用的2種3D打印樹脂，發(fā)現(xiàn)其浸出液會在小鼠卵母細胞中產生高毒性。該研究作者兼婦產科副教授Francesca E. Duncan提出：“3D打印樹脂浸出液雖然是‘生物相容’的，但是可能會對生殖健康產生不利影響”。不同于先前的研究，此次研究是以哺乳動物模型中進行潛在生殖毒性的研究。Duncan等人使用質譜對樹脂浸出液進行表征，確定Tinuvin 292是浸出液主要成分，該成分通常用于生產塑料材料。這項結果不免讓人們對于這類打著“生物相容性”的材料產生深深擔憂。該結果以“Dental resins used in 3D printing technologies release ovo-toxic leachates”為題發(fā)表在《Chemosphere》

[DSG和DLT樹脂中卵母細胞的體外培養(yǎng)]

研究人員以卵母細胞存活率、成熟狀態(tài)和中期板上染色體排列作為評估卵毒性的終點。結果以圖1所示，DSG與DLT結果類似：不同于對照組，實驗組的卵母細胞完全變性，配子迅速退化（圖1A/B），圖1C顯示卵母細胞染色體錯位或紡錘體形態(tài)異常，使得細胞質量下降。

圖1 DSG和DLT樹脂在體外培養(yǎng)的卵母細胞中誘導出嚴重的表型

[DLT浸出液分析]

研究人員通過質譜技術對DLT浸出液進行成分分析，發(fā)現(xiàn)大部分成分是1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸甲酯和癸二酸二（1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基）酯的變體，這2種化合物通常以Tinuvin 292在市場上出現(xiàn)，Tinuvin 292是一種常見的受阻胺光穩(wěn)定劑，用于生產不同類型的塑料產品。

[卵母細胞單獨暴露于Tinuvin 292]

為確定卵母細胞變化是否僅由Tinuvin 292引起，研究人員在含有0-500mg/ml連續(xù)濃度的Tinuvin 292中對卵母細胞進行體外培養(yǎng)。結果如圖2所示：隨著濃度的增加，異常表型的發(fā)生率增加，Tinuvin 292在低至50mg/ml濃度下會導致嚴重的體外生殖毒性，包括減數分裂中斷、異常表型和配子退化。

圖2 Tinuvin 292在體外以劑量反應方式誘導異常的減數分裂表型和卵母細胞變性

目前，國際標準化組織的生物相容性認證不要求生殖健康安全測試，除非材料與生殖組織直接接觸，但是可以發(fā)現(xiàn)，實際情況并非如此，除了早期發(fā)現(xiàn)的雙酚a，以及本文提及的DSG和DLT，還有大量添加劑也應該進行生殖毒性測試。

目前Duncan等人僅證實上述材料在體外具有卵毒性，但還需進一步檢查其是否可能在體內產生作用，這也是他們下一步的工作計劃。該工作的另一個意義在于，正如Duncan所說：“在評價人類醫(yī)療環(huán)境或日常生活中可能接觸到的所有物質，‘生殖毒性’應成為首要任務”。