殺滅超過80%的癌細胞！3D打印“助陣”精準打擊肝癌！

目前，原發(fā)性肝癌是我國第四位常見惡性腫瘤及第二 位腫瘤致死病因，嚴重威脅著人們的生命和健康，猶如陰云般籠罩在個人和家庭的上空，給其帶來了沉重的身心負擔。以往抗擊肝癌手段主要是對未到病情晚期的肝癌患者采取手術(shù)切除術(shù)，然而，殘留的微小腫瘤細胞仍有可能導致疾病復發(fā)。先前研究顯示，多達 46% 的患者在切除后的肝臟邊緣檢測到殘留細胞。令人痛心的是，肝癌的預后面臨著巨大的挑戰(zhàn)性，存活率非常低！因此，醫(yī)生和科研人員們孜孜不倦地尋求著攻克癌癥的良方。除了利用輔助化療手段以提高肝癌患者的生存率，局部給藥系統(tǒng)（DDS）聯(lián)合3D打印技術(shù)正如一顆冉冉升起的新星，給患者們帶來了生命的曙光和希望！

近日，澳大利亞阿德萊德大學 Sanjay Garg 教授團隊在 International Journal of Pharmaceutics 雜志發(fā)表研究論文 Printing a cure: A tailored solution for localized drug delivery in liver cancer treatment，該研究在全世界范圍內(nèi)首次證明，裝載有量身定制劑量的抗癌藥物 5-氟尿嘧啶（5FU）和順鉑（Cis，cisplatin）的凝膠制作而成 3D 打印薄膜，緩釋時間長達 23 天，能夠高效殺滅超過 80% 的肝癌細胞，顯著降低復發(fā)率，同時極大減少了傳統(tǒng)化療帶來的全身性副作用。該項突破性的研究進展，不僅為肝癌患者帶來福音，也為卵巢癌、頭頸癌等多種癌癥的治療提供了新的技術(shù)支持！

****來源：International Journal of Pharmaceutics研究內(nèi)容和結(jié)果

以往研究顯示，5-氟尿嘧啶（5FU）與順鉑（Cis）聯(lián)合用藥治療肝癌的效率較高，該組合曾以水凝膠的形式共同配制用于胃癌術(shù)中化療。盡管在幾種癌癥類型中使用5-氟尿嘧啶（5FU）和順鉑（Cis），對于抗癌效果有所改善，但尚未建立關(guān)于劑量和給藥方法的一致方案，每種治療方式涉及到的劑量和給藥方法各不相同。目前，醫(yī)療領(lǐng)域有幾種制造凝膠薄膜的方法，包括溶劑鑄造、靜電紡絲和熱熔擠壓。然而，由于癌癥的異質(zhì)性，構(gòu)造一種不同于“一刀切”的新方法對于復雜的抗癌療程是極其必要的。

近年來，3D 打印技術(shù)的采用在抗癌領(lǐng)域獲得了實質(zhì)性的突破，它能夠提供個性化和定制化的治療方案，以滿足個別患者的特殊需求。為解決上述問題，研究人員開發(fā)了一種術(shù)后化療裝載膜結(jié)構(gòu)--3D 打印膜，其是由裝載了量身定制劑量的抗癌藥物 5-氟尿嘧啶（5FU）和順鉑（Cis）的凝膠所制成，能被放置在癌癥所移除的確切手術(shù)位點，從而將藥物靶向定位到受影響的病灶區(qū)域，進而精準打擊可能殘存的癌細胞，同時還能有效地限制傳統(tǒng)化療所產(chǎn)生的不良副作用。

來源：International Journal of Pharmaceutics

在本研究中，該團隊利用先進的 3D 打印技術(shù)，包括定制薄膜幾何形狀、調(diào)節(jié)藥物釋放曲線，以及添加或去除活性成分。3D 打印藥物不同的結(jié)構(gòu)，有不同的緩釋時間曲線。每層薄膜的填充模式不同，第 1 層和第 2 層分別為網(wǎng)格狀和蜂窩狀。研究團隊發(fā)現(xiàn)不同的填充圖案在打印時可提供最佳的設(shè)計，穩(wěn)定地保持了薄膜的結(jié)構(gòu)，通過嘗試不同填充比例可調(diào)節(jié)藥物釋放。經(jīng)測試，薄膜第 1 層壓力為 35-55 kPa，第 2 層壓力為 40-60 kPa。

如此按需定制藥物釋放曲線和膜結(jié)構(gòu)，能夠有效確保藥物精確遞送，減少對血液系統(tǒng)的負擔，減少高劑量的藥物給患者帶來嚴重的副作用，為每位患者提供個性化的治療方案。

來源：International Journal of Pharmaceutics

Garg 教授指出，這種量身定制的用藥策略是提高癌癥治療效率的關(guān)鍵，針對癌癥的多樣性，傳統(tǒng)的標準化治療已不再適用。這種 3D 打印薄膜展現(xiàn)了長達 23 天的藥物控釋能力，不僅保障持續(xù)治療效果，而且其生物降解特性避免了二次手術(shù)的需求，使治療過程更加人性化。此外，該研究還通過對 3D 打印工藝的綠色度進行優(yōu)化，根據(jù)指標的得分進行評價和修改，使其對環(huán)境更加友好！

研究展望

3D 打印技術(shù)又稱為“增材制造”或“快速成型”技術(shù)，是一種指以三維模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用打印頭、噴嘴或其他打印技術(shù)，通過材料堆積的方式制造零件或?qū)嵨锏墓に?。目前?D 打印技術(shù)發(fā)展得如火如荼，在生物醫(yī)藥應用領(lǐng)域一枝獨秀，吸引著人們越來越多的關(guān)注。

2024 年 2 月 1 日，威斯康星大學麥迪遜分校張素春團隊在 Cell Stem Cell 雜志發(fā)表研究論文 3D bioprinting of human neural tissues with functional connectivity。該研究利用水平打印方式將腦細胞（iPSC 分化而來的神經(jīng)元）放置在更柔軟的“生物墨水”凝膠中，開發(fā)出了第一個 3D 打印的功能性人腦組織，其中神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞在組織層內(nèi)和層間形成功能連接，可以像典型的人腦組織一樣生長和發(fā)揮作用，有機地實現(xiàn)對細胞類型和排列進行控制，這是大腦類器官所不具備的，給研究大腦和治療廣泛的神經(jīng)系統(tǒng)和神經(jīng)發(fā)育障礙（例如阿爾茨海默病和帕金森?。┨峁┝诵碌募夹g(shù)支持！

來源：Cell Stem Cell

讓我們對類似 3D 打印技術(shù)的新興醫(yī)療寵兒拭目以待，愿醫(yī)生和科學家們早日攻克惡疾，還人類以健康平安！

參考文獻：

[1] Souha H Youssef, Raja Ganesan, Marzieh Amirmostofian, et al. Printing a cure: A tailored solution for localized drug delivery in liver cancer treatment, International Journal of Pharmaceutics (2024). DOI: 10.1016/j.ijpharm.2024.123790

[2] Yan Y, Li X, Gao Y, et al. 3D bioprinting of human neural tissues with functional connectivity. Cell Stem Cell. 2024;31(2):260-274.e7. doi:10.1016/j.stem.2023.12.009