中国科学院动物研究所研究员于乐谦、研究员王红梅联合美国德克萨斯大学西南医学中心教授吴军、中国农业大学教授魏育蕾，首都医科大学附属北京妇产医院教授杨晓葵，成功研发出基于微流控芯片的3D胚胎植入模型，即3D子宫模拟芯片。近日，相关研究发表在《细胞》上。

研究表明，中国的不孕症人群规模已超过 4000万，其中在接受辅助生殖技术（ART）治疗的患者中，约有 10% 的个体在经历 3 次或更多次胚胎移植后仍无法实现临床妊娠，从而陷入反复种植失败（RIF）的困境，这是目前辅助生殖领域面临的重大挑战。

为突破这一瓶颈，研究团队独辟蹊径，跳出了传统研究的固有思路。

研究团队首先创新性地构建了“活”的子宫内膜组织。他们利用从患者子宫内膜中提取的上皮细胞与基质细胞，在一种硬度与真实子宫组织高度吻合的可降解水凝胶中，培养出具备正常激素响应功能的子宫内膜类器官，为后续模拟奠定了生物学基础。

更进一步，团队通过微流控技术构建了分层的“人工子宫内膜”体系。该体系不仅支持胚胎完成“定位-附着-入侵”的着床全步骤，更首次实现了对着床后早期发育关键阶段的模拟：植入后的胚胎能在芯片中分化并形成类似羊膜腔和卵黄囊的结构，再现了体内约10-12天的发育景象。

借助这一强大的平台，研究首次系统解析了胚胎与母体子宫内膜之间复杂的“分子对话”。单细胞测序技术揭示，在着床的不同阶段，胚胎与子宫内膜细胞通过分泌特定的因子（如VEGFA、CGA、MMP9等）与受体精确互作，协同完成附着与入侵过程。这为了解着床失败的根本机制提供了前所未有的清晰视角。

这项技术不仅首次在实验室完整复刻人类胚胎着床过程，更带来了可直接惠及患者的临床突破。而该技术的开发，则可能明确RIF发生的核心病因、筛选个性化有效药物、简化检测流程，让无数受困家庭告别“盲目试孕”，迎来精准治疗的新希望。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.10.026

人类植入和植入失败3D体外模型总览图 动物研究所构图