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殺滅超過80%的癌細胞!3D打印“助陣”精準打擊肝癌!

BTIT俱樂部
原創(chuàng)
面向重大疾病領(lǐng)域,分享前沿生命科學研究與臨床轉(zhuǎn)化成果
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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

評論
演繹無限精彩!
大學士級
新型載藥3D打印薄膜開辟了癌癥治療的新思路,使得治療更加高效、精準,預示著個性化治療方案的廣闊前景,為肝癌以及其它類型癌癥治療帶來新希望!
2024-05-21
科普:zhf
少師級
這樣的進展不僅彰顯了科技進步在醫(yī)學領(lǐng)域的巨大潛力,也為那些飽受肝癌折磨的患者帶來了新的希望。隨著研究的深入和技術(shù)的進一步完善,3D打印技術(shù)在精準醫(yī)療中的應用將會更加廣泛,為更多類型的癌癥治療提供創(chuàng)新解決方案。
2024-05-21
科普科普知識的搖籃!
太師級
隨著科學技術(shù)的發(fā)展,智能時代的到來,澳大利亞阿德萊德大學的研究團隊利用3D打印技術(shù)成功研發(fā)出新型的藥物輸送系統(tǒng),它為肝癌治療開創(chuàng)了新的篇章。它不僅為患者帶來了新的治療選擇,更為癌癥治療領(lǐng)域注入了新的活力和動力。我們期待著這項技術(shù)能夠盡快應用于臨床,造福更多的患者,造福人類?。?!
2024-05-21