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毋須真人當「白老鼠」 3D 列印腫瘤助藥物研製

上次本站也介紹過,醫學界如何利用 3D 打印來提高醫療效率。以前要研究新藥新醫療方法,無可避免要有用真人做臨床測試的時段,但如果有方法能讓測試大幅減少要真人做白老鼠的機會,肯定能加快研發之餘也更加安全。位於費城德雷克塞爾大學研究人員就用 3D 打印技術,列印出腫瘤組織用來測試藥物,有望提高癌症和腫瘤的藥物的研製效率。

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位於費城的 Drexel University 工程學院的一班研究人員,成功以 3D 列印技術列印出活生生的立體癌細胞腫瘤。研究人員指,與 2D 培養皿培養的腫瘤組織相比,3D 腫瘤與自然腫瘤更為相似,可以令癌症和腫瘤的藥物研製更有效率,也有助於更具體地闡述腫瘤的發展,成長和擴散歷程。研究結果發表在 Biofabrication,研究人員使用的原料為混合膠、纖維蛋白和宮頸癌細胞(Hela Cell),混合後倒進 3D 細胞列印機中,然後一層層的列印出長寬均為 10mm、高 2mm的腫瘤。再給這些腫瘤細胞補充營養,5 天後模型就會生長成球體了。

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雖然最有效地研究腫瘤的方法是進行臨床試驗,但基於倫理及安全限制,廣泛規模的臨床研究實在難以實現。所以醫學界普遍使用單層的 2D 細胞模型去模仿腫瘤的生理環境,從而測試不同類型的藥物。直至 3D 列印技術的出現,醫學界現在可以提供以更真實的模型來模擬腫瘤生長的環境。研究人員還研究了細胞如何增殖,以及他們是如何表達一組特定的蛋白質,以及如何抵抗抗癌藥物。

另一個問題是,打印後細胞的存活率;結果顯示在列印後腫瘤細胞的存活率高達 90%。結果更表明,3D 模型與 2D 模型相比,3D 模型與真實腫瘤周遭環境更為相似。學研究人員又發現,腫瘤細胞在 3D 模型中的擴散速率,蛋白含量及抗藥性都較傳統 2D 模型高。

研究人員指,使用 3D 列印的腫瘤比起在培養皿的腫瘤更有效地反映了腫瘤細胞的特性,包括形狀、增殖行為、基因等,可以用來測試新治療方法的安全性和有效性。研究人員亦補充,列印腫瘤時精準的參數是使癌細胞的生存率達到 90% 的關鍵,否則,細胞會被破壞而死亡。

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