想象一下，假如你去看醫(yī)生，不是接受一刀切式的通用療法，而是針對你的癥狀提供一種專門定制的藥物，你會不會感覺治療更加靠譜。據(jù)悉，麥克馬斯特 大學(xué)(McMaster University)的一組工程師發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以利用3D打印技術(shù)創(chuàng)建人工腫瘤，幫助研究人員測試新的藥物和療法，從而實現(xiàn)個性化醫(yī)療。 目前，對于研究人類健康的研究人員而言，檢測非常昂貴且耗時巨大。通常在實驗室環(huán)境中進(jìn)行研究以了解疾病，例如通過創(chuàng)建單層人或動物細(xì)胞（2D模型）來測試藥物以及它們?nèi)绾斡绊懭梭w細(xì)胞?；蛘?，動物模型用于研究疾病的進(jìn)展。如果可以生成具有多層細(xì)胞的真實3D細(xì)胞簇，以更好地模擬體內(nèi)的條件，那么這有可能消除測試中動物的使用。
磁鐵快速打印3D細(xì)胞簇 由機(jī)械工程和生物醫(yī)學(xué)工程教授Ishwar K. Puri領(lǐng)導(dǎo)，McMaster團(tuán)隊開發(fā)了一種新方法，使用磁鐵快速打印3D細(xì)胞簇。為此，McMaster團(tuán)隊使用了包括細(xì)胞在內(nèi)的不同材料的磁性。某些材料比其他材料強(qiáng)烈地吸引或易受磁鐵影響。具有較高磁化率的材料將對磁體具有更強(qiáng)的吸引力并朝向磁體移動。具有較低磁化率的弱吸引材料被置換為遠(yuǎn)離磁體的較低磁場區(qū)域。 通過設(shè)計磁場和精心布置的磁體，可以使用兩種材料的磁化率的差異來僅集中一個體積內(nèi)的磁體。 該團(tuán)隊通過將人乳腺癌細(xì)胞懸浮在含有磁性鹽水合物Gd-DTPA的細(xì)胞培養(yǎng)基中來配制生物墨水。與大多數(shù)細(xì)胞一樣，這些乳腺癌細(xì)胞比Gd-DTPA更容易被磁鐵吸引，Gd-DTPA是FDA批準(zhǔn)的用于人類的MRI造影劑。因此，當(dāng)施加磁場時，鹽水合物向磁體移動，將電池移位到最小磁場強(qiáng)度的預(yù)定區(qū)域。這使得3D細(xì)胞簇的形成成為種子。 使用這種方法，該團(tuán)隊在六小時內(nèi)打印出3D癌癥腫瘤。進(jìn)行測試以確認(rèn)鹽水合物對細(xì)胞無毒，并且他們現(xiàn)在正致力于更復(fù)雜的生物墨水研究以打印能夠更好地模擬人體組織的細(xì)胞簇。將來，可以通過3D打印快速創(chuàng)建含有癌細(xì)胞的腫瘤，并且這些人工腫瘤對藥物的反應(yīng)迅速測試，同時進(jìn)行大量實驗。打印類人細(xì)胞簇也為多種組織和器官的3D打印提供了未來途徑。 他們的研究《用MCF-7細(xì)胞墨水進(jìn)行細(xì)胞結(jié)構(gòu)的快速磁性3D打印》發(fā)表在2月4日的科學(xué)合作期刊《Research》上。
“我們已經(jīng)開發(fā)出一種工程解決方案來克服當(dāng)前的生物學(xué)限制。它有可能加速組織工程技術(shù)和再生醫(yī)學(xué)，”生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院的博士候選人以及論文主要作者Sarah Mishriki說，“以安全、可控和非接觸的方式快速操作細(xì)胞的能力使我們能夠在不使用支架的情況下創(chuàng)建人體組織中發(fā)現(xiàn)的獨(dú)特細(xì)胞景觀和微結(jié)構(gòu)。”“這種生產(chǎn)3D細(xì)胞簇的磁性方法使我們更接近快速和經(jīng)濟(jì)地創(chuàng)建更復(fù)雜的生物組織模型，加速學(xué)術(shù)實驗室和工業(yè)技術(shù)解決方案的發(fā)現(xiàn)，”研究助理Rakesh Sahu說。
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