研究疾病通过利用3D喷墨打印机创作的逼真癌症环境进行转移

lydiazhang2018-03-06 11:31:35

可以肯定地说,大多数人都以某种方式受到了癌症的影响,不管是被诊断出自己还是看着所爱的人与疾病作斗争。有研究人员正在使用3D打印设备检测癌症,但并不总是足够快。该技术也被多次要求用于帮助创建癌症治疗,从3D打印肿瘤的新药检测到开发创新的药物输送系统。

很明显,试图治疗癌症并不容易,研究表明,大多数情况下,癌症是由于它在人体内如何转移或扩散而致死的。有什么困难的是无法实施转移本身,看看可以做些什么来阻止癌症扩散。

但是现在,普渡大学的研究人员更好地了解癌症如何转移,这要感谢生物医学工程学院生物医学工程助理教授Luis Solorio用高分子材料制成。这种环境还可以为科学家和医生提供更好的方法来预测某些药物是否以及如何阻止癌症的传播。

这通常是故事的一部分,我告诉你,3D打印在开发这种聚合物癌症环境中发挥了重要作用。虽然这是真的,但Solorio的工作需要技术来提供更高的准确性。

Solorio解释说,“我们需要比3D打印机更好的分辨率。”

还有其他一些研究,研究人员利用3D打印技术创建了一个受控制的类癌环境,但这些副本对于准确的药物筛选目的不够现实。 相反,Solorio和他的研究团队正在使用3D写作技术来制作这些复制癌症环境。

普渡大学的研究人员开发了一种用于三维喷墨打印的装置,这是一种静电纺丝。 该方法使用含有聚合物溶液的带电注射器从该溶液中分出纤维线并将它们沉积在板上以便构建便于细胞活性的3D支架结构。

该团队的3D喷墨打印机与三维打印机不同,它可以生产聚合物微型组织,它们的形状就像它们在身体内部一样 - 唯一的区别是该设备能够以更真实,更小的规模进行打印。 此外,微型组织的孔隙足够大,可以让癌细胞进入聚合物结构,类似于它们如何扩散到人体系统中。

Solorio和普渡大学的研究人员最近发表了一篇关于他们的3D喷墨写作作品的论文,标题为“3D喷墨写作:基于Tessellated脚手架结构的功能性微组织”,刊登在Advanced Materials杂志上。

这些最初公布的发现是基于Solorio的工作,同时也是密歇根大学生物接口研究所的一个团队的一部分; 他在普渡大学任教时完成了撰写论文并完成了数据分析。

摘要写道:“适应性制造技术的出现支持模仿生物组织的细胞指导材料的愿景。本文所报道的三维喷墨写入是一种改进的静电纺丝工艺,能够产生具有前所未有的精度和分辨率的3D结构,提供可定制的孔几何形状和可达数十厘米的可扩展性。这些支架在体外支持人类间充质干细胞的3D扩增和分化。这些构建体的植入导致体内关键骨缺陷的愈合,而没有外源性生长因子。当作为小鼠的转移靶位点应用时,尽管植入解剖学异常部位,循环癌细胞回到在3D喷墨书写支架上模拟的成骨环境。通过三维喷墨技术书写,tessellated microtissues的形成被证明,作为多种生物医学应用的多功能三维细胞培养平台,包括再生医学,癌症生物学和干细胞生物技术。“

到目前为止,该团队已经用他们的设备创建了3D书面结构模型,该模型能够将癌细胞吸引到小鼠内癌症通常不会出现的位置。 这证明3D喷墨作家能够制作出真实的癌症环境,这将有助于医生更好地了解癌症如何传播。

根据Purdue的研究,Solorio已经完成的其他研究“增加了人类样品中的癌细胞以获得更好的分析并维持这些细胞上的受体,药物将需要找到。”

Solorio解释说:“理想情况下,我们可以使用我们的系统作为无偏见的药物筛选平台,在那里我们可以筛查数千种化合物,希望在一周内获得数据,并将其返回给临床医生,使其全部在相关时间范围内。”

论文的共同作者包括Jacob H. Jordahl,Solorio,孙红丽,Stacy Ramcharan,Clark B. Teeple,Henry R. Haley,Kyung Jin Lee,Thomas W. Eyster,Gary D. Luker,Paul H. Krebsbach和 Joerg Lahann。

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