Ein Verfahren wurde von Drexel Wei Sun , PhD, Albert Soffa Stuhl Professor an der Hochschule für Technik , für den 3D-Druck Tumoren, die in Kürze statt könnte Krebsforschung aus der Petrischale entwickelt worden .
Mit einer Mischung von Gebärmutterhalskrebs Zellen und ein Hydrogel Substanz, die eine Salbe Balsam ähnelt , kann Sun ausdrucken ein Tumor Modell, das zur Untersuchung von deren Wachstum und Ansprechen auf die Behandlung verwendet werden kann. Diese lebenden Modell gibt Krebsforscher einen besseren Blick darauf, wie Tumoren verhalten und eine genauere Messung , wie sie auf die Behandlung ansprechen .
"Dies ist das erste Mal, zu berichten, dass man eine 3D- in vitro -Tumor-Modell durch 3D-Druck -Technologie aufzubauen", sagte Sun , der Direktor des Forschungszentrums Drexel auf der Shanghai Advanced Research Institute. " Dies kann zu einem neuen Paradigma für die Krebsforschung und für einzelne Krebstherapien führen . Wir haben eine Technologieplattform entwickelt und möchten auf mit Biologen und Pathologen arbeiten, um sie zu ermutigen, die entwickelte Plattform für 3D- Biologie und Krankheit Studien zu verwenden. "
Während die Forscher in der Lage, Zellmodelle und Gewebe mit Rapid-Prototyping- Verfahren für einige Zeit, Sun Labor zu machen, ist der Erste, der eine lebendige 3D- Tumormodell durch additive Fertigung produzieren - auch als 3D-Druck bekannt. In einer Studie in der Fachzeitschrift Biofabrication im April veröffentlicht , berichtet Sun ein Verfahren sein Team für den Anbau von Forschung -Grade- Modelle von Gebärmutterhalskrebs Tumoren entwickelt.
Krebsforscher sind sich bewusst, dass die Arbeit mit zweidimensionalen Muster kommt mit inhärenten Beschränkungen . Zum Beispiel Tumoren im Körper haben eine viel andere Fläche , Form und zelluläre Zusammensetzung als Proben in einem Labor gezüchtet , wodurch Daten aus Tests von Krebstherapien werden aus der Reaktion von einem tatsächlichen Tumor auf die Medikamente unterscheiden . Aber bis jetzt waren diese in vitro-Zellkulturen die beste Option.
" Zellkulturmodellen Zweidimensionale sind traditionell für die Biologie Studium und Drug-Screening ", sagte Sun . " Allerdings kann zweidimensionalen Kulturmodellen nicht vertreten echte 3D physiologischen Geweben , damit er die Mikroumgebung Eigenschaften natürlicher 3D- Gewebe in vivo fehlt . Diese inhärente Unzulänglichkeit führt zu Mängeln in der Krebsforschung und Antitumor- Arzneimittelentwicklung. Auf der anderen Seite , 3D- Tumormodellen wahr Tumor 3D pathologischen Organisationen vertreten und wird zu einem neuen Paradigma für die Krebsstudiezu führen. "
Im Rahmen der National Science Foundation finanzierten Studie , geprüft Sun seine Tumormodell gegen einen zweidimensionalen Kulturprobe unter Verwendung einer gemeinsamen Anti- Krebs-Medikament . Sun 3D gedruckt Tumoren zeigten mehr Widerstand gegen chemische Behandlung als die gleichen Krebszellen in einer Petrischale gewachsen - eine Illustration der Unterschiede , die zwischen den Testergebnissen und Erfolgsraten von Krebsbehandlungen gibt.
Sun , der ein Maschinenbau -Forscher mit einem Schwerpunkt auf biomodeling ist , entwickelt und patentiert eine spezielle 3D-Drucker im Jahr 2002 so sein Labor , die Drexel Biofabrication Labor, könnte Gewebeproben und Knochengerüsteals Teil ihrer Forschung zu machen. Als seine Arbeit voranschritt, wurde deutlich, dass der nächste Schritt war es, herauszufinden, einen Weg , um zu drucken leben 3D-Modelle von Geweben und Organen .
Mit einem erheblichen Hintergrund in der Extrusion oder Additiv Modellierungsprozesses waren Sun und seine Mitarbeiter in der Lage, für die Hauptvariablen steuern : Durchmesser der Düse , die Geschwindigkeit und den Druck der Extrusion, Muster und Größe der Abscheidung , und die Viskosität und die Temperatur der Substratmaterialien .
Für die Unternehmen , Suns Team von Forschern zusammen an der Drexel University, Tsinghua-Universität in Beijing, China, und Drexel -Shanghai erweiterte Forschungszentrum in Shanghai, China , verwendet eine Mehrfachdüsen Drucker an eine gallertartige Gemisch von Hydro- und Wohn Gebärmutterhalskrebs extrudieren Zellen . Das Ergebnis war eine Zellablagerung in dem 90 Prozent der Krebszellen überlebt den Prozess und innerhalb von acht Tagen war in Sphäroid förmigen Tumoren gezüchtet.
" Der Schlüssel zum Halten der Zellen am Leben wurden die Temperatur der Düse steuern und mit einem herzhaften Belastung von Krebszellen ", sagte Sun. . "Wir haben die Hela- Zellen , die eine robuste Form von Gebärmutterhalskrebs , die in der Forschung seit vielen Jahren verwendet wurde, ist . Aufgrund dieser , hatten wir eine gute Idee, wie es unter bestimmten Bedingungen verhalten würde . Dadurch konnten wir die Kontrolle Variablen des Extrusionsprozesses , bis wir in der Lage , ein Modell erfolgreich zu schaffen. "
Sun -Team plant, die Forschung in der Hoffnung, Tumoren, die noch ähnlich denen , die im Körper wachsen weiter . Sie werden zusammenarbeiten, um Tumoren mehrere verschiedene Zellen zusammengesetzt zu drucken - eine Eigenschaft oft in die von Krebspatienten entfernt gefunden. Darüber hinaus ist die Gruppe über die Möglichkeiten , die Modelle zu Geweben und Gefäßen , die sie gedruckt haben , die den Weg Tumoren in ihrer körperlichen Lebensraum wachsen würde neu befestigen arbeiten .
"Wir werden versuchen, die Zell-Zell- und Zell-Substrat- Kommunikation und Immunreaktionen für die gedruckten tumorartige Modelle zu verstehen ", sagte Sun . "Unser Ziel ist es, diese tumorartige Modell nehmen und es in eine von einem in-vivo -Simulation. Und , sie anzuwenden , um die Entwicklung , Invasion und Metastasierung von Krebs zu untersuchen, um die Wirksamkeit und Sicherheit neuer Arzneimittel gegen Krebs zu testen, wie sowie die spezifische Therapie für einzelne Krebspatienten "