人体细胞的快速磁3D打印,可构建人工肿瘤以供研究

作者: admin 分类: 房产 发布时间: 2019-03-29 14:46

想象一下,假如你去看医生,不是接受一刀切式的通用疗法,而是针对你的症状提供一种专门定制的药物,你会不会感觉治疗更加靠谱。据悉,麦克马斯特大学(McMaster University)的一组工程师发现了一种方法,可以利用3D打印技术创建人工肿瘤,帮助研究人员测试新的药物和疗法,从而实现个性化医疗。

目前,对于研究人类健康的研究人员而言,检测非常昂贵且耗时巨大。通常在实验室环境中进行研究以了解疾病,例如通过创建单层人或动物细胞(2D模型)来测试药物以及它们如何影响人体细胞。或者,动物模型用于研究疾病的进展。如果可以生成具有多层细胞的真实3D细胞簇,以更好地模拟体内的条件,那么这有可能消除测试中动物的使用。

磁铁快速打印3D细胞簇

由机械工程和生物医学工程教授Ishwar K. Puri领导,McMaster团队开发了一种新方法,使用磁铁快速打印3D细胞簇。

为此,McMaster团队使用了包括细胞在内的不同材料的磁性。某些材料比其他材料强烈地吸引或易受磁铁影响。具有较高磁化率的材料将对磁体具有更强的吸引力并朝向磁体移动。具有较低磁化率的弱吸引材料被置换为远离磁体的较低磁场区域。

通过设计磁场和精心布置的磁体,可以使用两种材料的磁化率的差异来仅集中一个体积内的磁体。

该团队通过将人乳腺癌细胞悬浮在含有磁性盐水合物Gd-DTPA的细胞培养基中来配制生物墨水。与大多数细胞一样,这些乳腺癌细胞比Gd-DTPA更容易被磁铁吸引,Gd-DTPA是FDA批准的用于人类的MRI造影剂。因此,当施加磁场时,盐水合物向磁体移动,将电池移位到最小磁场强度的预定区域。这使得3D细胞簇的形成成为种子。

使用这种方法,该团队在六小时内打印出3D癌症肿瘤。进行测试以确认盐水合物对细胞无毒,并且他们现在正致力于更复杂的生物墨水研究以打印能够更好地模拟人体组织的细胞簇。

将来,可以通过3D打印快速创建含有癌细胞的肿瘤,并且这些人工肿瘤对药物的反应迅速测试,同时进行大量实验。打印类人细胞簇也为多种组织和器官的3D打印提供了未来途径。

他们的研究《用MCF-7细胞墨水进行细胞结构的快速磁性3D打印》发表在2月4日的科学合作期刊《Research》上。

“我们已经开发出一种工程解决方案来克服当前的生物学限制。它有可能加速组织工程技术和再生医学,”生物医学工程学院的博士候选人以及论文主要作者Sarah Mishriki说,“以安全、可控和非接触的方式快速操作细胞的能力使我们能够在不使用支架的情况下创建人体组织中发现的独特细胞景观和微结构。”

“这种生产3D细胞簇的磁性方法使我们更接近快速和经济地创建更复杂的生物组织模型,加速学术实验室和工业技术解决方案的发现,”研究助理Rakesh Sahu说。

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