萊斯大學(xué)科學(xué)家用3D打印技術(shù)研究腫瘤轉(zhuǎn)移
腫瘤研究中很重要的一個(gè)項(xiàng)目是研究腫瘤轉(zhuǎn)移,了解腫瘤如何轉(zhuǎn)移,才能開發(fā)出對(duì)付的方式,不過,要研究腫瘤轉(zhuǎn)移,得先有研究對(duì)象,那就是超微小的腫瘤細(xì)胞團(tuán),在過去,要準(zhǔn)備這樣的細(xì)胞團(tuán)得耗用大量人力,因此成本也居高不下,當(dāng)需要大規(guī)模實(shí)驗(yàn)時(shí)更是人仰馬翻,如今研究人員們有了新救星,英國萊斯大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用3D打印與開源激光技術(shù),可望將制造微小腫瘤細(xì)胞團(tuán)的成本降低9成,并能大量生產(chǎn)。
近來研究發(fā)現(xiàn),癌癥病人身上可能有無數(shù)個(gè)微小腫瘤細(xì)胞團(tuán)在全身到處流竄,不過其中大多數(shù)都不活躍,只有少數(shù)會(huì)變成轉(zhuǎn)移的腫瘤,到底是何種環(huán)境才會(huì)讓原本大多不活躍的腫瘤細(xì)胞團(tuán)“定居”下來并且長成轉(zhuǎn)移腫瘤?要解開這個(gè)謎題,就得用大量的微小腫瘤細(xì)胞團(tuán)來研究,把它們置于各種不同環(huán)境中,看看反應(yīng)如何。
實(shí)驗(yàn)所需的微小腫瘤細(xì)胞團(tuán)大約含 50 到 100 個(gè)細(xì)胞,過去要準(zhǔn)備腫瘤細(xì)胞團(tuán),研究者得用滴管一滴滴的吸起細(xì)胞滴在培養(yǎng)皿上,這個(gè)做法十分費(fèi)力,而且因?yàn)槭侨耸植僮鳎纬鰜淼某善纷兞亢艽螅a(chǎn)量也很小,當(dāng)某些大規(guī)模實(shí)驗(yàn)需要數(shù)千個(gè)細(xì)胞團(tuán)時(shí),傳統(tǒng)做法根本不切實(shí)際。
比較有效率的辦法是,一口氣把腫瘤細(xì)胞涂到上頭有無數(shù)微小小洞的培養(yǎng)皿上,這些微小小洞成為細(xì)胞的“散兵坑”,一個(gè)蘿卜一個(gè)坑,之后單一細(xì)胞在坑里頭長成微小細(xì)胞團(tuán),如此一來就能一口氣制備數(shù)千個(gè)微小細(xì)胞團(tuán),不過,雖然目前已經(jīng)有市售的打洞培養(yǎng)皿,價(jià)格卻相當(dāng)昂貴,且洞的形狀大小只有固定幾種,但實(shí)驗(yàn)有時(shí)需要各種不同形狀大小的洞,受到市售品項(xiàng)的限制,造成制備微小細(xì)胞團(tuán)不易。
在 Github 上分享開源項(xiàng)目
萊斯大學(xué)生物工程學(xué)研究團(tuán)隊(duì)決定自力救濟(jì),找來一具二氧化碳激光,這具激光平時(shí)主要用來燒刻獎(jiǎng)杯、珠寶、玩具、壓克力或是其他商品,團(tuán)隊(duì)改寫開源軟件來控制這具激光。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),可以用微秒激光脈沖在聚二甲基硅氧烷(PDMS)基板上打出錐形的小洞,這種兼錐形狀的小洞非常利于讓癌細(xì)胞掉到洞底,很容易制備小細(xì)胞團(tuán);聚二甲基硅氧烷又稱有機(jī)硅,特性是透明、惰性、無毒、不易燃,常用于生物微機(jī)電系統(tǒng)、隱形眼鏡等,對(duì)細(xì)胞沒有毒性,因此適合用來培養(yǎng)細(xì)胞團(tuán)。
當(dāng)脈沖激光橫掃過基板表面時(shí),就象是機(jī)關(guān)槍掃射一樣,會(huì)自動(dòng)打出一個(gè)個(gè)固定間格的“彈孔”,用這種方式,只要 30 美元成本就能打出 10 萬個(gè)小洞,是過去成本的十分之一,此外,若想改變洞的深度與錐形的形狀,只消調(diào)整激光的輸出功率,以及脈沖的時(shí)間間格即可,輔以計(jì)算機(jī)模擬事先分析,很容易根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需求打造出所需要的小洞。
研究團(tuán)隊(duì)也不藏私,將所使用的軟件,于云端版本管理平臺(tái) Github 上分享其開源項(xiàng)目,讓全世界所有有需求的實(shí)驗(yàn)室都能下載使用;另一方面,針對(duì)缺乏足夠技術(shù)能力,不知如何使用該軟件,或是沒有能力購買并改裝激光的實(shí)驗(yàn)室,研究團(tuán)隊(duì)則以3D 打印做出一組布滿錐形針的聚氨酯模型,需要的實(shí)驗(yàn)室,取得這個(gè)“針山”模型后,把硅膠倒上針山,就能做出有無數(shù)錐形小洞的基板。
研究團(tuán)隊(duì)如此無私分享,可說對(duì)人類的醫(yī)療研究貢獻(xiàn)良多,也期望他們的苦心,能夠協(xié)助全球各國的其他研究者,更快解開腫瘤轉(zhuǎn)移的秘密。
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