医疗和牙科

科学家3d BioPrint定制鼻子软骨用于毁灭性癌症患者

研究人员在阿尔伯塔大学(U of a)已经开发了一种用于术后面部沉积的癌症患者的3D生物监测定制鼻软骨的方法。

用一个Cellink.3D Biopleiner,科学家们已经能够将患者细胞和胶原水凝胶的混合物精确地将患者细胞和胶原水凝胶的混合物沉积成鼻形,然后培养到功能性软骨中。鉴于正常的鼻移植常伴存在肺部感染的风险甚至崩溃,球队的植入物可以代表一种更安全和更快的方法来治疗未来癌症患者的面部肿瘤。

“制造一个人的软骨需要一生的时间,而这种方法只需要四周,”阿德托拉·阿德西达(Adetola Adesida)说,他是a大学医学和牙科学院的外科学教授。“所以你仍然期望它会经过某种程度的成熟,特别是在植入体内的时候。但在功能上,它能做软骨所做的事情。”

优化重建手术

每年在北美,超过300万人被诊断出患有非黑色素瘤皮肤癌,并且平均而言,40%的人将开发需要截肢的鼻子病变。虽然该程序至关重要,但它可能是救生,但它需要永久性去除鼻软骨,通常会留下受瘢痕和面部破裂的受影响的患者。

另外,鉴于鼻细胞血管化差,它们不能像体内其他地方那样再生,因此移植物通常从患者的肋骨中取出,这可能导致并发症。“当外科医生重组鼻子时,它是直的,但是当它适应其新环境时,它会经历它扭曲的改造时期,”adesida解释道。“视觉上,这是一个问题。”

肋条舱也是人解剖学的高度敏感区域,并且手术可以将这些患者放入感染危险,甚至死亡的患者。为了使移植不那么危险,因此科学家们提出了患者特异性细胞移植物可以精确地设计,以创造现实但稳健的鼻组组织。

此前,该团队已经成功将人鼻中隔软骨细胞(hNCs)植入胶原支架上,但所产生的细胞在形状和分布上受到限制。然而,在研究人员的新研究中,他们现在发现,生物打印提供了实现均匀组织所需的准确性,尽管只有在与定制的生物墨水一起使用时,才能传递可行的细胞结构。

Adetola Adesida,谁联合领导了一个开发了生物制品技术的研究团队。
Adetola Adesida(图)与开发了“新鲜”生物监测技术的研究团队联合领导了U-Led。照片通过医学和牙科的U型。

一种“新鲜的”生物打印方法

鉴于I型胶原蛋白是自然生物相容性的并且已经获得了广泛的临床认可,它通常用于制造软骨组织,但其低粘度确实限制了其可印刷性。为了解决这个问题,科学家采用了悬浮水凝胶或“新鲜”方法的自由形象,涉及用胶原蛋白预先混合在明胶载体内的配方之前。

随着时间的推移,载体慢慢熔化,留下可以补充可溶性软骨内因素的组合结构,以提高其生长。该团队的体外工程方法证明是有利的,因为它使他们能够密切监测软骨的开发的关键要素,使其成为一旦完成的“手术就绪”。

使用他们的新鲜模式,科学家最终能够制造多孔的鼻形结构,其增长进入在短短6周内与其天然对应物的统计学上无动于衷的组织。SEM成像还透露,该结构具有95%的细胞活力,研究人员观察到它们对常规人类软骨进行“紧密结构相似性”。

然而,尽管他们的植入物显示出了最初的希望,该团队承认移植后的整合仍然难以预测,需要进一步的研究。因此,科学家们现在正在评估他们实验室培育的软骨在动物植入后是否还能保持其特性,目的是在2-3年后进入人体试验。

一套显示团队的3d生物印刷品标本的3D模型。
3D球队生物印刷样本的模型,包括细胞载有鼻形结构。照片通过Faseb Journal。

生物印刷癌症治疗方法

仅在过去的12个月里,科学家们就利用3D生物打印技术制造出了各种各样的细胞支架,每一种都被定制来攻击肿瘤生长的不同元素。在华盛顿州立大学(WSU),研究人员开发了一个3D印刷大豆注入的骨脚手架,这能够脱离癌细胞。

WSU团队的方法在样品中引起炎症降低,使其潜在作为帮助年轻骨肉瘤癌症患者的更加温和的治疗方法。同样,西班牙语LE​​D研究团队最近制定了一个t细胞产生水凝胶,这可以是印刷成癌症的3D,模拟癌症淋巴结的行为。

科学家们名古屋市大学同时,已经管理了3D Bioprint药物送货系统使用鱼明胶基聚合物水凝胶。可植入的贴剂可以加载癌症处理聚乙二醇化脂质体DOXORUBININ,可能使其成为其他地区的纳米美发递送。

研究人员的调查结果在题为“用于软骨组织工程的人鼻孔软骨细胞胶原水凝胶的生物印刷。“该研究是由Xiaoyi Lan,Yan Liang,Esra J. N.Erkut,Melanie Kunze,Aillette Mulet-Sierra,天兴龚,马丁奥塞尔瓦尔德,Khalid Ansari,Hadi Seikaly,Yaman Boluk和AdeTola B. Adesida进行了共同撰写。

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特色图片显示科学家3D Bioplinted鼻形组织组织植入物的3D模型。通过Faseb Journal的图像。

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