3D打印支架助科學家找到對抗骨癌新方法

 得益于3D打印技術的力量，美國Rice大學的科學家們近日研究尤文氏肉瘤(一種骨癌)方面取得了新的進展 — 通過使用一種3D打印多孔仿骨骼支架，他們發現，孔洞的尺寸、形狀，以及密度會對腫瘤細胞的增值造成影響。由此他們判斷，真實情況應該也是如此，因為真正的骨骼同樣具有多孔結構。

這項研究是由Rice大學生物工程師Antonios Mikos領導的。目前，他們已經將成果寫成了論文，發表到了ACS(美國化學學會)的《生物材料科學與工程》雜志上。

Mikos表示，這個3D打印的仿骨骼結構是由聚合物材料制造的。其中的孔洞可以限制液體的流動，從而將由此產生的切應力作用于腫瘤細胞。而通過改變支架整體及孔洞的結構，也就是液體流動的環境，他們可以改變切應力的大小。由此他們相信，這對于研究骨癌極其治療方法具有重要意義。

“我們的目標是開發一種能在人體外捕捉腫瘤的復雜性并且可用于藥物測試的腫瘤模型，最終幫助開發藥物并降低相關費用。”Mikos表示：“而在這方面的研究上，3D打印的支架比平面的培養皿更有效，因為它具有逼真的骨結構，能反映出更接近真實的細胞活動。”

實際研究時，Mikos及其團隊首先3D打印了0.2毫米、0.6毫米和1毫米三種不同孔洞尺寸的支架，然后向其中植入腫瘤細胞后。而為了模擬腫瘤受液體影響的真實情況，他們還使用了一個灌注器。

正是這個灌注器的使用讓Mikos及其團隊獲得了有價值的情報 — 當液體流速下降時，腫瘤細胞的增殖速度就會提高。而一旦液體開始流動，具有最小孔洞的腫瘤細胞層就會更加明顯地增殖，同時更快地產生“類胰島素生長因子蛋白”(IGF-1)。這種蛋白是尤文氏肉瘤細胞表面的配體，會顯著降低化學療法的效果。最后，他們還發現，孔洞的方向會影響IGF-1的產量。

值得一提的是，為研究腫瘤細胞的新陳代謝并測試不同藥物對其功效，Mikos及其團會繼續這項研究。“我們的成果已經表面，3D打印的支架和體外灌注器可以有效建模真實腫瘤的異質性，而這有助于開發新的藥物和針對不同患者的個性化療法。”