研究

华盛顿州的研究人员开发了基于大豆的3D生物打印支架来对抗癌症

研究人员华盛顿州立大学(WSU)开发了一种能够战斗癌细胞的大豆灌注3D印刷的骨状脚手架。

在他们的研究论文中,WSU Grad学生Naboneeta Sarkar和Susmita Bose教授,试图利用大豆产品的健康益处,以改善癌症患者的术后护理。通过将基于大豆的化学化合物整合到3D生物印刷的支架中,Duo能够显着减少样品中的骨癌细胞,同时最小化有害炎症。

未来,这种新型3D打印技术可以作为一种更温和的治疗方法用于治疗骨肉瘤患者,骨肉瘤是一种特别影响年轻人的骨癌。

Bose说:“在生物医学设备中,关于天然药物化合物的研究还不多。”“使用这些天然药物,可以对人类健康产生影响,副作用很小,甚至没有副作用,尽管成分控制仍然是一个关键问题。”

WSU研究人员的一种大豆注入的3D生物打印支架被证明能够消除接触到的90%的癌细胞。威诺娜州立大学通过照片。
华盛顿州立大学研究人员的一种大豆注入的3D生物打印支架被证明能够清除接触到的90%的癌细胞。威诺娜州立大学通过照片。

3d生物印刷的脚手架在医疗保健行业

尽管现代医学最近取得了进展,骨肉瘤的治疗和转移性骨癌对世界各地的医疗人员来说仍然存在挑战。骨肉瘤的最常见的治疗方法是肢体拯救手术,然后进行化疗,但这会导致大的骨缺陷和炎症。

因此,理想的术后缺损修复治疗需要具备多种功能,包括组织再生、化学预防和抗炎。特别是骨组织工程(BTE),由于其与CAD软件的兼容性,越来越被吹捧为传统切除的替代方案。

利用CT扫描技术,现在可以创建一个骨缺损的CAD模型,并简要地3D打印精确的患者特定的假肢。目前,许多生物打印研究人员正以打印骨移植的理念为基础,利用各种类型的干细胞制造多孔支架。所制备的组织在体内具有良好的生物相容性,已广泛应用于BTE中。

鉴于将植入的支架集成到宿主的有机组织中,它们也可以有效地用作局部药物递送系统。利用这种独特的生物联系,研究人员假设向生生物印刷的支架添加大豆提取物将使患者能够获得种子的良好的健康益处。

研究二人将他们的3D打印支架与基于大豆的抗癌药物接触,并改变其化学成分以优化其有效性。图片来自生物材料学报。
研究二人将他们的3D打印支架与基于大豆的抗癌药物接触,并改变其化学成分以优化其有效性。图片来自生物材料学报。

研究团队的基于豆脚手架

为了创造他们的多孔脚手架,研究Duo使用了粘合剂喷射技术来3D打印抗癌大豆异黄酮和胎儿干细胞的混合物。含有甘黄酮,Daidzeinin和糖酸酯的异黄酮在5:4:1的比例中混合,以与天然大豆中发现的化学比例相匹配。

当30小时的支架制作过程完成后,将pH 7.4和pH 5.0的药物混合物注入组织,以模拟植骨手术后患者内部的情况。随后将胎牛血清(FBS)细胞加入支架中,作为体外细胞的替代品,将混合物在37℃下混合oc在轨道振动器中。

该团队在11天内追踪了混合物的反应,尽管所有三种异黄酮一直释放,发现化学品的不同混合物诱导不同水平的免疫反应水平。一种特定的大豆混合物已经证明了足够有效的骨癌细胞活力降低90%,而另外两种仅仅改善了健康骨细胞的生长。

为了评估其生物印刷脚手架的体内手术应用,研究人员将细胞植入麻醉实验室大鼠的骨缺陷部位。大豆化合物呈显着降低炎症,BTE治疗的关键要求,以及保留未来骨骼健康的重要途径。

鉴于他们的大豆进入的脚手架表现出相当大的熟练对抗癌细胞的熟练程度,研究人员得出结论,他们的方法已经成功了。虽然BOSE承认,需要进一步测试来充分验证其调查结果,但是该研究证明了将天然化合物整合到生物医学设备中的益处。

“这些结果通过使用合成骨移植作为药物输送车辆提供治疗方法,”总结了。

优化3D生物印刷脚手架

3D打印支架是目前再生医学中最热门的话题之一,近年来,研究人员已经将制造的组织应用于各种各样的应用中。

一个来自代尔夫特理工大学开发了一种新的生产方法3D印刷可生物降解的镁脚手架。溶剂浇铸的组织可以在临界大小的骨缺陷的再生中具有希望的应用。

来自英国的科学家动物健康信托(aht)和东英吉利大学(uea)同时,利用3D印刷的脚手架支持骨骼再生。使用基于pla的组织,研究小组能够将干细胞转化为称为成骨细胞的骨形成细胞,这种细胞可以用于治疗骨折。

研究人员在莱斯大学马里兰大学(UMD)概述了使用添加剂制造的支架的计划制造人工骨组织。发现球队的原型材料模仿软骨的行为,并证明是机械上与天然骨骼相媲美。

研究人员的研究结果详细发表在他们题为《从3D印刷骨支架上控制释放大豆异黄酮,用于骨组织工程“这是在acta生物族杂志的杂志上发表的。

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特色图片显示了一系列基于大豆的产品,这种产品激发了WSU团队在其研究中利用大豆。通过WSU的图像。