3D打印支架助科学家找到对抗骨癌新方法

 得益于3D打印技术的力量，美国Rice大学的科学家们近日研究尤文氏肉瘤(一种骨癌)方面取得了新的进展 — 通过使用一种3D打印多孔仿骨骼支架，他们发现，孔洞的尺寸、形状，以及密度会对肿瘤细胞的增值造成影响。由此他们判断，真实情况应该也是如此，因为真正的骨骼同样具有多孔结构。

这项研究是由Rice大学生物工程师Antonios Mikos领导的。目前，他们已经将成果写成了论文，发表到了ACS(美国化学学会)的《生物材料科学与工程》杂志上。

Mikos表示，这个3D打印的仿骨骼结构是由聚合物材料制造的。其中的孔洞可以限制液体的流动，从而将由此产生的切应力作用于肿瘤细胞。而通过改变支架整体及孔洞的结构，也就是液体流动的环境，他们可以改变切应力的大小。由此他们相信，这对于研究骨癌极其治疗方法具有重要意义。

“我们的目标是开发一种能在人体外捕捉肿瘤的复杂性并且可用于药物测试的肿瘤模型，最终帮助开发药物并降低相关费用。”Mikos表示：“而在这方面的研究上，3D打印的支架比平面的培养皿更有效，因为它具有逼真的骨结构，能反映出更接近真实的细胞活动。”

实际研究时，Mikos及其团队首先3D打印了0.2毫米、0.6毫米和1毫米三种不同孔洞尺寸的支架，然后向其中植入肿瘤细胞后。而为了模拟肿瘤受液体影响的真实情况，他们还使用了一个灌注器。

正是这个灌注器的使用让Mikos及其团队获得了有价值的情报 — 当液体流速下降时，肿瘤细胞的增殖速度就会提高。而一旦液体开始流动，具有最小孔洞的肿瘤细胞层就会更加明显地增殖，同时更快地产生“类胰岛素生长因子蛋白”(IGF-1)。这种蛋白是尤文氏肉瘤细胞表面的配体，会显著降低化学疗法的效果。最后，他们还发现，孔洞的方向会影响IGF-1的产量。

值得一提的是，为研究肿瘤细胞的新陈代谢并测试不同药物对其功效，Mikos及其团会继续这项研究。“我们的成果已经表面，3D打印的支架和体外灌注器可以有效建模真实肿瘤的异质性，而这有助于开发新的药物和针对不同患者的个性化疗法。”