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醫(yī)療激光新聞

細(xì)胞打?。汉Y選個(gè)性化腫瘤藥物“新招”

星之球科技 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)2019-01-08 我要評(píng)論(0 )   

“用3D打印出的微型肝臟組織,移植到小鼠體內(nèi),小鼠的生存時(shí)間有明顯改善,有新生血管生成?!苯?,在由中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟生

“用3D打印出的微型肝臟組織,移植到小鼠體內(nèi),小鼠的生存時(shí)間有明顯改善,有新生血管生成。”近日,在由中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟生物增材制造產(chǎn)業(yè)組主辦、邁普醫(yī)學(xué)承辦的“生物3D打印驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新醫(yī)療”學(xué)術(shù)論壇上,清華大學(xué)機(jī)械工程系教授、博士生導(dǎo)師徐弢透露了3D生物打印的研究新成果。他強(qiáng)調(diào),目前打印活體器官主要還在基礎(chǔ)研究階段,為臨床做準(zhǔn)備。

“我們?cè)谔剿骷?xì)胞打印應(yīng)用于人體的可能,已在規(guī)劃的打印‘尿道’植入人體臨床實(shí)驗(yàn),有望成為世界上首例活體打印、現(xiàn)場(chǎng)植入的實(shí)驗(yàn)?!毙鞆|說(shuō)。

3D打印更能模擬干細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境

生物3D打印技術(shù)的理念誕生于2000年,由美國(guó)科學(xué)家托馬斯·波蘭提出。作為托馬斯教授的第一位博士生,徐弢將此技術(shù)概念實(shí)現(xiàn)了。他和導(dǎo)師共同擁有世界上首個(gè)細(xì)胞打印專(zhuān)利。

“《生物制造》(《Biofabrication》)雜志的影響因子已從0提高到8.383,可看出生物3D打印行業(yè)在這幾年的迅速發(fā)展?!彼f(shuō)。

生物3D打印的應(yīng)用已從最初打印不可以直接用于人體但面向醫(yī)學(xué)應(yīng)用的材料,發(fā)展到細(xì)胞打印,將活細(xì)胞作為主要打印單元,構(gòu)建人體的活性組織和器官。且隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新,醫(yī)療領(lǐng)域中的細(xì)胞打印創(chuàng)新應(yīng)用令人眼界大開(kāi)。

細(xì)胞打印能幫助人們?cè)u(píng)估新藥物的療效,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化腫瘤藥物篩選?!澳[瘤藥物治療,最初用藥靠經(jīng)驗(yàn)總結(jié),后來(lái)利用基因診斷發(fā)現(xiàn)靶點(diǎn)。但基因?qū)儆谳^基礎(chǔ)信息,目前手段不能檢測(cè)到所有耐藥性及藥物反應(yīng)基因信息?!毙鞆|說(shuō),腫瘤用藥發(fā)展到3.0時(shí)代,醫(yī)生可將個(gè)性化的腫瘤細(xì)胞取出,進(jìn)行組織層面的診斷,其中的難點(diǎn)就是重建病人的腫瘤組織。

徐弢已對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞等惡性腫瘤進(jìn)行研究。他以膠質(zhì)瘤為例向科技日?qǐng)?bào)記者介紹道:“我們從切除出來(lái)的腫瘤組織中分離出細(xì)胞,把其打印成細(xì)胞芯片。接著結(jié)合基因分析,把不同藥物放在細(xì)胞芯片上進(jìn)行治療,從而找出適合病人的最理想藥物。”

在干細(xì)胞和免疫細(xì)胞治療領(lǐng)域,細(xì)胞打印也大有可為。經(jīng)過(guò)幾十年發(fā)展,多種疾病用干細(xì)胞治療效果趨于明確,干細(xì)胞研究及臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)入井噴的“黃金窗口期”。然而,面向臨床應(yīng)用的干細(xì)胞培養(yǎng)面臨著數(shù)量、質(zhì)量和污染的挑戰(zhàn)。

“在實(shí)驗(yàn)室階段,少量干細(xì)胞就能達(dá)到研究目的,臨床轉(zhuǎn)化時(shí)一個(gè)病人往往需要數(shù)十億級(jí)別數(shù)量的干細(xì)胞。從人體收集到的干細(xì)胞數(shù)量只有幾百萬(wàn)或幾千萬(wàn)水平,需要擴(kuò)增到數(shù)十億水平,這是巨大的挑戰(zhàn)。”徐弢指出。此外,臨床細(xì)胞培養(yǎng)不使用抗生素,污染風(fēng)險(xiǎn)增高。

他正在進(jìn)行此方面的研究,并發(fā)現(xiàn)在3D打印環(huán)境中更能模擬干細(xì)胞的生長(zhǎng)環(huán)境,具備將幾百萬(wàn)細(xì)胞擴(kuò)增為數(shù)十億細(xì)胞的能力。

面臨準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)缺失窘境

細(xì)胞打印是否有望植入人體進(jìn)入臨床呢?“目前打印活體器官主要還在基礎(chǔ)研究、為臨床進(jìn)行準(zhǔn)備的階段?!毙鞆|解釋?zhuān)驗(yàn)樯婕暗交罴?xì)胞,不僅技術(shù)上要發(fā)展完善,各國(guó)還要進(jìn)行監(jiān)管和法規(guī)評(píng)定,但現(xiàn)階段卻面臨著行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)缺失的窘境。

“實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的器官打印,目前是有基礎(chǔ)的?!?徐弢說(shuō),世界上已有用人造膀胱,讓孩子存活十多年的事實(shí)。美國(guó)有10多個(gè)小孩,天生膀胱小,每隔10多分鐘就得上廁所,無(wú)法上學(xué)。他的導(dǎo)師從其膀胱里取出一塊郵票大小的細(xì)胞活組織,經(jīng)過(guò)一個(gè)月左右的培育,細(xì)胞組織迅速成長(zhǎng),面積可覆蓋足球場(chǎng)。隨之制備膀胱模具,用高分子可降解材料構(gòu)建細(xì)胞的支架,猶如葡萄架,把培育成的膀胱細(xì)胞種進(jìn)去,大概1個(gè)月后,再移植到小朋友體內(nèi)?!凹?xì)胞來(lái)自自體,不存在排異問(wèn)題?!彼硎?,在細(xì)胞打印階段,要做的事是把原來(lái)手工制作模具的過(guò)程自動(dòng)化。

對(duì)于3D生物打印技術(shù)在臨床規(guī)?;瘧?yīng)用前景,他保持樂(lè)觀(guān)的態(tài)度,“有挑戰(zhàn),有希望?!?徐弢透露,他準(zhǔn)備和導(dǎo)師合作,利用病人尿道細(xì)胞打印一段尿道,用于尿道修復(fù)。

尿道狹窄在臨床上屬于棘手疾病,目前用病人的皮膚或口腔黏膜修補(bǔ)尿道的治療辦法會(huì)造成二次傷害,而且遇上大段的、長(zhǎng)的尿道缺損,更難以解決。

“我們擬用細(xì)胞打印技術(shù),將病人尿道內(nèi)皮細(xì)胞和負(fù)責(zé)尿道收縮的平滑肌細(xì)胞取出,同時(shí)打印構(gòu)成尿道的主要材料,將之組建成多細(xì)胞的雙層結(jié)構(gòu)‘尿道’,之后植入病人體內(nèi)。”徐弢說(shuō),現(xiàn)在他們團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行臨床前準(zhǔn)備,及規(guī)劃臨床實(shí)驗(yàn)。

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