3D打印肿瘤模型助力开发复杂癌症治疗方案
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时间:2023-10-17 06:16
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新华社北京10月16日电 一个国际研究团队在新一期英国《自然》杂志上发表论文说,他们将生物3D打印技术与微流控芯片技术相结合开发出一种3D建模方法,有助更准确理解异质性肿瘤这样的复杂癌症,探索更好的治疗方案。
异质性肿瘤是指肿瘤中有不止一种癌细胞,通常以不可预测的模式分散。来自加拿大滑铁卢大学等机构的研究人员介绍说,传统上医生会对患者肿瘤进行活检,提取细胞,然后在实验室的培养皿中培养研究。但近些年人体试验中反复出现的治疗失败案例让科学家意识到,2D模型并不能全面反映体内真实的肿瘤结构。新研究通过创建3D模型来解决这一问题,该模型不仅反映了肿瘤的复杂性,还模拟了肿瘤周围环境。
首先,研究团队开发出聚合物微流控芯片。这是一种蚀刻有通道的微小结构,可以模拟肿瘤周围血液等的流动。接下来,他们培养了多种类型的癌细胞,并将这些细胞培养物悬浮在一种定制的“生物墨水”中,旨在保持细胞培养物活性。最后,他们利用打印有机材料的挤出式生物3D打印机,将不同类型癌细胞分层到制备好的微流控芯片上,就可以得到一个异质性肿瘤的3D模型。科学家可以用它来测试不同治疗方案,比如各种化疗药物等。
研究团队介绍说,他们对创建复杂的乳腺癌3D模型尤其感兴趣。在各种癌症中,乳腺癌的治疗特别具有挑战性,因为它在转移时表现为包含多种类型细胞的复杂肿瘤。如果仅依靠一两次活检进行诊断,可能会让治疗方案无效。研究人员认为,3D打印的肿瘤模型表明,新技术有助于为晚期乳腺癌等严重癌症提供更快、更便宜、更少痛苦的治疗方案。
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