美國弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)（VCU）人文與科學(xué)學(xué)院的一名助理教授利用3D打印技術(shù)制造出了腫瘤細(xì)胞的活體模型面旋，這可能使癌癥研究人員能夠更好地了解疾病的進(jìn)展宛徊。

VCU的博士歧杏、助理教授Daeha Joung發(fā)明了構(gòu)建腫瘤構(gòu)造的新穎方法陪每。這種新技術(shù)可以精確地放置和控制活細(xì)胞影晓，更有效地模仿癌癥傳播的關(guān)鍵步驟。這種方法可以讓VCU的Massey癌癥中心的研究人員最大限度地研究癌細(xì)胞的生長奶稠，并評估抗癌免疫毒素的效果绍掂。

助理教授Joung表示，這種新穎的技術(shù)可以用于癌癥藥物的試驗钟唯。圖片來源：VCU

從2D打印技術(shù)在癌癥研究中的發(fā)展

來自德國歐洲分子生物學(xué)實驗室的研究人員在2018年12月的研究中發(fā)現(xiàn)识俄，2D結(jié)構(gòu)難以準(zhǔn)確復(fù)制原生腫瘤微環(huán)境的特征。研究發(fā)現(xiàn)焚痰，3D細(xì)胞培養(yǎng)物可以建立細(xì)胞間的相互作用纫蝗，可以更好地模仿真實組織的特異性，這樣做的速度更快盯萄，表現(xiàn)出更復(fù)雜的行為仇韩。

然而，Joung認(rèn)為用牲，由于腫瘤細(xì)胞的運動受各種化學(xué)信號的調(diào)節(jié)塌纯，腫瘤的轉(zhuǎn)移性仍然是目前模型的主要預(yù)后和治療挑戰(zhàn)。因此勋酿，需要一個更精確的模型隆肪，將腫瘤微環(huán)境中的這些元素納入其中，并能夠研究發(fā)生在身體遠(yuǎn)處的多層次相互作用博个。"已經(jīng)開發(fā)了許多策略來克服這些障礙怀樟，但并不完全成功，"Joung解釋道盆佣。"我可以利用物理學(xué)往堡、納米技術(shù)和工程來克服這些障礙，并提供了一個獨特的見解共耍，可能為癌癥的新治療方案打開了大門虑灰。"

Joung的方法通過使用3D生物打印和受折紙啟發(fā)的自折疊技術(shù)來創(chuàng)建復(fù)雜的多材料、多尺度和多功能的3D結(jié)構(gòu)痹兜，解決了這些限制瘩缆。這使得活體細(xì)胞和支持性基質(zhì)的眾多組合可以在精確的空間控制下整合，從而實現(xiàn)了具有良好的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景的組織工程化佃蚜。

3D打印的微膠囊如何工作的可視化演示 圖片來自VCU

制造3D打印的細(xì)胞控制膠囊

3D打印的刺激反應(yīng)膠囊使Joung能夠控制這些結(jié)構(gòu)中的細(xì)胞毕谴。含有一個水核荡档，以及功能分子因子和質(zhì)子金納米棒（AuNRs）的有效載荷，這些微觀的膠囊允許在3D基質(zhì)中觸發(fā)釋放化學(xué)線索们妥。一旦使用激光輻射激活，Joung能夠在局部水平上操縱細(xì)胞行為。當(dāng)這一點與3D細(xì)胞打印結(jié)合在一起時，它允許創(chuàng)建復(fù)雜的腫瘤構(gòu)建體，這些構(gòu)建體使用多路化學(xué)信號進(jìn)行控制种烫。

為了展示膠囊的空間控制，Joung打印了一個包含不同體積的核心陣列墅失，通過部署UV激光可以精確地觸發(fā)這些核心鼻御。利用3D打印技術(shù)，Joung能夠在相同的條件下平行測試五組遷移樣品筑渴。這種方法還允許他在必要時添加材料贰筹，并對所生產(chǎn)的細(xì)胞進(jìn)行定制，以顯示不同的行為磕阱。

作為該技術(shù)的成果前挡，Massey的科學(xué)家們將能夠向Joung提供癌癥組織樣本，然后規(guī)定他們需要制造的特定設(shè)計或腫瘤結(jié)構(gòu)情澈。然后屎谆，利用

Joung的野心是設(shè)計出先進(jìn)的3D系統(tǒng)的綜合平臺瘤琐，應(yīng)用于癌癥神經(jīng)再生模型琐览，為測試治療疾病的治療方案開辟了新的機會。

梅西中心的研究人員測試治療癌癥的治療方案柑土。圖片來源：VCU的梅西中心

3D打印的抗癌方法

來自其他學(xué)術(shù)機構(gòu)的科學(xué)家和研究人員也利用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了活體3D細(xì)胞模型蜀肘，目的是為了更好地了解和治療癌性腫瘤。

2020年4月冰单，來自美國和德國的研究人員提出了一種研究膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）的新方法幌缝，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是一種侵襲性的腦癌類型灸促。他們使用了一系列以灌注血管通道為特征的人類腦細(xì)胞和生物材料诫欠，實現(xiàn)了長期培養(yǎng)和給藥。三維成像技術(shù)被總結(jié)用于組織構(gòu)建物的無創(chuàng)評估浴栽。

新西蘭懷卡托大學(xué)的一名碩士生在2018年8月宣布荒叼，她計劃在設(shè)計出3D打印的塑料腫瘤模型后，利用真實細(xì)胞生長和測試癌癥腫瘤典鸡。這些生物打印的模型的基礎(chǔ)是一系列類似于乳腺癌腫瘤的手掌大小的網(wǎng)狀半球被廓。

來自比利時Katholieke大學(xué)魯汶分校和印度海得拉巴德理工學(xué)院的研究人員在2017年6月發(fā)布了研究報告，調(diào)查了3D打印如何用于癌癥研究萝玷。雖然這兩篇論文都強調(diào)了利用3D打印創(chuàng)造微環(huán)境的潛力嫁乘，但印度研究人員提出了能夠精確放置細(xì)胞并在體內(nèi)復(fù)制腫瘤微環(huán)境的可能性。

研究人員的研究結(jié)果詳見于他們題為 "3D生物打印的體外轉(zhuǎn)移模型通過重建腫瘤微環(huán)境 "的論文立骄，該論文發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上永努，由Fanben Meng贞倒、Carolyn M. Meyer、Daeha Joung散苦、Daniel A. Vallera紫颈、Michael C. McAlpine和Angela Panoskaltsis-Mortari共同撰寫。

（3D打印世界）

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