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(duì)你的癥狀提供一種專(zhuān)門(mén)定制的藥物，你會(huì)不會(huì)感覺(jué)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(cè)試新的藥物和療法，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療。 目前，對(duì)于研究人類(lèi)健康的研究人員而言，檢測(cè)非常昂貴且耗時(shí)巨大。通常在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行研究以了解疾病，例如通過(guò)創(chuàng)建單層人或動(dòng)物細(xì)胞（2D模型）來(lái)測(cè)試藥物以及它們?nèi)绾斡绊懭梭w細(xì)胞。或者，動(dòng)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(shí)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(cè)試中動(dòng)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(duì)開(kāi)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(duì)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(duì)磁體具有更強(qiáng)的吸引力并朝向磁體移動(dòng)。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(chǎng)區(qū)域。 通過(guò)設(shè)計(jì)磁場(chǎng)和精心布置的磁體，可以使用兩種材料的磁化率的差異來(lái)僅集中一個(gè)體積內(nèi)的磁體。 該團(tuán)隊(duì)通過(guò)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(lái)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(lèi)的MRI造影劑。因此，當(dāng)施加磁場(chǎng)時(shí)，鹽水合物向磁體移動(dòng)，將電池移位到最小磁場(chǎng)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(duì)在六小時(shí)內(nèi)打印出3D癌癥腫瘤。進(jìn)行測(cè)試以確認(rèn)鹽水合物對(duì)細(xì)胞無(wú)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(lái)，可以通過(guò)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(duì)藥物的反應(yīng)迅速測(cè)試，同時(shí)進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)。打印類(lèi)人細(xì)胞簇也為多種組織和器官的3D打印提供了未來(lái)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(kāi)發(fā)出一種工程解決方案來(lái)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(shuō)，“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(shí)驗(yàn)室和工業(yè)技術(shù)解決方案的發(fā)現(xiàn)，”研究助理Rakesh Sahu說(shuō)。
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