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來自麻省理工學院（MIT）的研究人員已經3D打印出一種新型微流體裝置，可模擬活檢腫瘤組織的癌癥治療。 3D打印設備可以幫助臨床醫生更好地檢查個體患者在施用單劑量之前對不同治療方法的反應。




人工腫瘤通常用于測試特定癌癥類型的藥物。但是這些模型需要數周才能成長，并且不能解釋個體患者的生物構成，這將極大地影響癌癥治療的功效。

研究人員的設備可以在大約一小時內進行3D打印，是一個約硬幣四分之一大的芯片，有三個圓柱形的“煙囪”從表面上升。腔室是可用于輸入和排出諸如免疫治療劑或免疫細胞的流體的端口，以及去除不需要的氣泡。


一個關鍵特征是使用一種新的生物相容性樹脂，可以支持活檢組織的長期存活。經過幾個月的大量樹脂試驗，研究人員終于發現作用Pro3dure GR-10是最合適的材料，它主要用于制作防止磨牙的護齒器。


該材料幾乎與玻璃一樣透明，幾乎沒有任何表面缺陷，并且可以以非常高的分辨率印刷。而且重要的是，研究人員發現它不會對細胞存活產生負面影響。該團隊對樹脂進行了細胞毒性測試。 96小時后，材料中的細胞仍然沒有問題。


“當你打印其他一些樹脂材料時，它們會釋放出與細胞混在一起并殺死它們的化學物質。但這款材料并沒有。“微系統技術實驗室研究員LuisFernandoVelásquez-García說。 “據我所知，沒有其他可印刷材料接近這種程度的惰性。“

在這項實驗中，研究人員表明他們可以保持腫瘤碎片存活并監測組織的活力。研究人員表示，由于3D打印設備制造簡單，成本低廉，因此可以快速實施到臨床環境中。


“如果有人患有癌癥，你可以在我們的設備中取一些組織，保持腫瘤活著，并行進行多項檢查，找出最適合患者生物治療的方法。然后在病人身上實施這種治療，“Velásquez-García說。





（i）：TAP裝置的半透明3D示意圖; （ii）：TAP裝置的橫截面示意圖，顯示了氣泡捕捉器的結構; （iii）：顯示TAP裝置的頂視圖，顯示培養基和淋巴細胞的入口（A），用于排出殘留空氣的氣泡捕獲口（B），腫瘤捕獲區域（C）和裝置出口（D）; （iv）：半透明3D示意圖，顯示具有入口和出口通道的腫瘤俘獲區域的特寫（注意腫瘤俘獲袋延伸到通道平面下方）。


一個有前景的應用是測試免疫療法，這是一種使用某些藥物來加速患者免疫系統以幫助它對抗癌癥的新治療方法。

“免疫療法治療專門用于靶向癌細胞表面的分子標記，這有助于確保治療引發對癌癥的攻擊直接限制對健康組織的負面影響。然而，每個人的癌癥都表達了一系列獨特的表面分子 - 因此，很難預測誰會對哪種治療做出反應。我們的設備使用人的實際組織，因此非常適合免疫療法。“



接下來，研究人員旨在測試腫瘤碎片如何對真正的治療方法做出反應。