新方法：浸入式腫瘤生物體生物3D打印將提高藥物篩選通量
時間：2020-03-10 09:08 來源：中國3D打印網 作者：中國3D打印網 閱讀：次
中國3D打印網3月10日訊，用于癌癥藥物發現的藥物測試和篩選可能需要花費數年時間，并且用于評估其功效的2D細胞培養物和動物模型通常無法代表人體，這就是為什么研究人員轉向生物打印技術以提高成功率的原因。通過提供特定于人類的臨床前數據來在人類試驗中提高效率。在2018年，全球有1700萬新癌癥病例，預計到2040年，該疾病每年將影響2750萬人，這是研究人員考慮采用可以加速藥物發現的新技術的原因。盡管仍處于實驗室階段，但使用浸入式生物類人生物印記的新技術可能會改變藥物篩選機制。
康奈爾大學，維克森林醫學院，弗吉尼亞理工大學和州立大學以及俄亥俄州立大學的研究人員發表了一篇文章，展示了一種浸入式打印技術，可以在96孔板中對組織類器官進行生物打印，從而提高3D藥物的通量篩選。使用由透明質酸（HA）和膠原蛋白組成的水凝膠生物墨水，他們能夠將其生物打印到粘性明膠浴中，從而阻止生物墨水與孔壁相互作用，并提供支撐以保持球形。
據中國3D打印網了解，使用生物工程化的基于人體細胞的類器官不僅可以提高人體試驗成功的可能性，還可以將其用于個性化醫學診斷，以優化諸如癌癥等疾病的療法。然而，他們認為在藥物篩選中使用類器官的局限性是難以以與高通量篩選相容的形狀因子來創建大量均質的類器官，因此生物打印可用于擴大此類類器官和組織構建體的沉積。
科學家團隊使用了兩種市售的生物打印機來評估膠原蛋白HA水凝膠和HyStem-HP水凝膠的兼容性：Cellink的INKREDIBLE生物打印機和Allevi的Allevi2生物打印機。該方法已使用多種癌細胞系進行了驗證，然后應用于患者源性膠質母細胞瘤（GBM）（一種快速生長的腦瘤）和肉瘤（或惡性腫瘤）生物標本進行藥物篩選。
為了初步分析水凝膠的生物相容性，研究人員使用了兩種常見的細胞系：人肝癌和人結腸直腸癌。在進行患者來源的腫瘤生物標本處理時，他們遵循Wake Forest Baptist醫學中心IRB方案的指南，從三名接受手術治療的患者中獲得了兩個膠質母細胞瘤和一個肉瘤生物標本。這些生物樣本被加工成細胞懸浮液，成功地從每個樣品中產生了數百萬個活細胞。然后將細胞與膠原蛋白-HA生物墨水合并，以用于浸入式生物打印。經過生物打印后，將GBM和肉瘤患者來源的腫瘤類器官（PTO）在培養箱中保持7天，然后開始進行化學篩選研究。
兩種市售生物打印機中使用2種生物墨水的打印過程示意圖：Cellink Inkredible和Allevi 2（圖片：康奈爾大學/維克森林）
康奈爾大學，維克森林醫學院，弗吉尼亞理工大學和州立大學以及俄亥俄州立大學的研究人員發表了一篇文章，展示了一種浸入式打印技術，可以在96孔板中對組織類器官進行生物打印，從而提高3D藥物的通量篩選。使用由透明質酸（HA）和膠原蛋白組成的水凝膠生物墨水，他們能夠將其生物打印到粘性明膠浴中，從而阻止生物墨水與孔壁相互作用，并提供支撐以保持球形。
據中國3D打印網了解，使用生物工程化的基于人體細胞的類器官不僅可以提高人體試驗成功的可能性，還可以將其用于個性化醫學診斷，以優化諸如癌癥等疾病的療法。然而，他們認為在藥物篩選中使用類器官的局限性是難以以與高通量篩選相容的形狀因子來創建大量均質的類器官，因此生物打印可用于擴大此類類器官和組織構建體的沉積。
科學家團隊使用了兩種市售的生物打印機來評估膠原蛋白HA水凝膠和HyStem-HP水凝膠的兼容性：Cellink的INKREDIBLE生物打印機和Allevi的Allevi2生物打印機。該方法已使用多種癌細胞系進行了驗證，然后應用于患者源性膠質母細胞瘤（GBM）（一種快速生長的腦瘤）和肉瘤（或惡性腫瘤）生物標本進行藥物篩選。
為了初步分析水凝膠的生物相容性，研究人員使用了兩種常見的細胞系：人肝癌和人結腸直腸癌。在進行患者來源的腫瘤生物標本處理時，他們遵循Wake Forest Baptist醫學中心IRB方案的指南，從三名接受手術治療的患者中獲得了兩個膠質母細胞瘤和一個肉瘤生物標本。這些生物樣本被加工成細胞懸浮液，成功地從每個樣品中產生了數百萬個活細胞。然后將細胞與膠原蛋白-HA生物墨水合并，以用于浸入式生物打印。經過生物打印后，將GBM和肉瘤患者來源的腫瘤類器官（PTO）在培養箱中保持7天，然后開始進行化學篩選研究。
兩種市售生物打印機中使用2種生物墨水的打印過程示意圖：Cellink Inkredible和Allevi 2（圖片：康奈爾大學/維克森林）
研究人員聲稱，盡管他們的PTO對疾病建模，機理研究和藥物開發很有用，但他們也從診斷的角度使用了這些模型來影響治療，這可能只是他們工作的最終目標。這種稱為浸入式生物打印的3D生物打印方法是一種有效的方法，可以克服困擾腫瘤類器官系統的局限性。在這種情況下，專家建議，在印刷過程本身的方法或新型，更用戶友好的生物油墨的產生能力。”
中國3D打印網點評：從無效的試驗設計到將新技術集成到診斷和藥物追蹤中，這十年來臨床腫瘤學面臨著嚴峻的挑戰。 但是，從硬件設計到專門為生物打印開發的改進的生物墨水等新方法的進步，為基于生物打印的應用打開了新的機遇。 這項新的研究尤其表明，隨著生物打印硬件，軟件，功能性ECM衍生的生物墨水的發展以及對打印協議的修改，生物打印不僅可以用于打印較大的組織結構，而且可以用于大量的微型組織 以及用于藥物開發，診斷和個性化醫學等應用的腫瘤模型。
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(責任編輯：admin)
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