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，而是針對你的癥狀提供一種專門定制的藥物，你會不會感覺治療更加靠譜。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，幫助研究人員測試新的藥物和療法，從而實現(xiàn)個性化醫(yī)療。目前，對于研究人類健康的研究人員而言，檢測非常昂貴且耗時巨大。通常在實驗室環(huán)境中進行研究以了解疾病，例如通過創(chuàng)建單層人或動物細胞（2D模型）來測試藥物以及它們?nèi)绾斡绊懭梭w細胞。或者，動物模型用于研究疾病的進展。如果可以生成具有多層細胞的真實3D細胞簇，以更好地模擬體內(nèi)的條件，那么這有可能消除測試中動物的使用。
磁鐵快速打印3D細胞簇 由機械工程和生物醫(yī)學(xué)工程教授Ishwar K. Puri領(lǐng)導(dǎo)，McMaster團隊開發(fā)了一種新方法，使用磁鐵快速打印3D細胞簇。為此，McMaster團隊使用了包括細胞在內(nèi)的不同材料的磁性。某些材料比其他材料強烈地吸引或易受磁鐵影響。具有較高磁化率的材料將對磁體具有更強的吸引力并朝向磁體移動。具有較低磁化率的弱吸引材料被置換為遠離磁體的較低磁場區(qū)域。 通過設(shè)計磁場和精心布置的磁體，可以使用兩種材料的磁化率的差異來僅集中一個體積內(nèi)的磁體。 該團隊通過將人乳腺癌細胞懸浮在含有磁性鹽水合物Gd-DTPA的細胞培養(yǎng)基中來配制生物墨水。與大多數(shù)細胞一樣，這些乳腺癌細胞比Gd-DTPA更容易被磁鐵吸引，Gd-DTPA是FDA批準(zhǔn)的用于人類的MRI造影劑。因此，當(dāng)施加磁場時，鹽水合物向磁體移動，將電池移位到最小磁場強度的預(yù)定區(qū)域。這使得3D細胞簇的形成成為種子。 使用這種方法，該團隊在六小時內(nèi)打印出3D癌癥腫瘤。進行測試以確認(rèn)鹽水合物對細胞無毒，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胞簇。將來，可以通過3D打印快速創(chuàng)建含有癌細胞的腫瘤，并且這些人工腫瘤對藥物的反應(yīng)迅速測試，同時進行大量實驗。打印類人細胞簇也為多種組織和器官的3D打印提供了未來途徑。他們的研究《用MCF-7細胞墨水進行細胞結(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)開發(fā)出一種工程解決方案來克服當(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，“以安全、可控和非接觸的方式快速操作細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)的獨特細胞景觀和微結(jié)構(gòu)。”“這種生產(chǎn)3D細胞簇的磁性方法使我們更接近快速和經(jīng)濟地創(chuàng)建更復(fù)雜的生物組織模型，加速學(xué)術(shù)實驗室和工業(yè)技術(shù)解決方案的發(fā)現(xiàn)，”研究助理Rakesh Sahu說。
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