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點擊查看長期以來,癌症研究人員一直使用二維培養皿來研究和測試潛在的癌症治療方法。但如今,德雷塞爾大學(Drexel University)研究人員研發出了一種革命性新技術,可以3D列印活體癌細胞腫瘤。
據《生物製造》(Biofabrication)雜誌報導,研究人員利用混合膠、纖維蛋白和宮頸癌細胞,經過混合後倒入一臺3D細胞印表機中,列印出長、寬均為10毫米、高2毫米的腫瘤。然後給這些腫瘤細胞補充營養,約8天時間即長成球形。
設立在上海高等研究院的德雷塞爾大學研究中心主任孫偉(Wei Sun)稱:「這是世界上首例關於利用3D列印技術列印出3D活體癌細胞腫瘤的報導,可能為癌症研究和特定癌症療法帶來革命。我們已經開發出一款技術平臺,希望與生物學家和病理學家合作,鼓勵他們使用該平臺進行3D生物和疾病研究。」
由於體內腫瘤在表面積、形態和細胞結構等方面存在顯著不同,在實驗室中的細胞培養樣品有局限性,這意味著通過這些細胞樣品得到的試驗信息與實際腫瘤對治療的反應會有所不同。但到目前為止,該方法仍是研究人員的最佳選擇。
孫偉稱:「通常,二維細胞培養方法被用於生物研究和藥物篩選。但二維細胞並不代表真正的3D生理組織,它缺少天然3D活體細胞的一些微環境特徵。這種先天性不足會給癌細胞研究和抗癌藥物的開發存帶來不確定因素。相比之下,由3D印表機列印的3D活體細胞能夠代表真正的3D生理組織,因此將給癌症研究帶來新的範式。」
在該項研究中,研究人員考慮到了多項主要變量:列印噴嘴的寬度、列印速度和壓力、列印材料的設計、尺寸規格和黏稠度,以及基板溫度等。通過該技術列印出的癌症細胞的存活率高達約90%。孫偉稱,確保細胞存活率的主要因素就是控制印表機的噴嘴溫度。
研究人員表示,他們計劃利用多種不同的細胞列印腫瘤(從癌症病人體內提取的癌細胞的一個特徵)。此外,他們還將研究將列印出的3D細胞與組織和血管連接在一起的方法,這有助於了解腫瘤在體內的生長方式。