胶质母细胞瘤是一种生存率极低的脑癌。大多数药物无法穿透血脑屏障，这使得脑肿瘤的治疗选择远不如其他癌症丰富。
然而，辛辛那提大学开发的一项前沿技术旨在改变这一现状。研究人员正在利用3D生物打印技术制造人造血管，以测试新的定制药物，并探究胶质母细胞瘤的弹性原因。
加州大学工程与应用科学学院的生物医学工程助理教授Riccardo Barrile表示：“我们的目标是开发模型，以获取促进肿瘤再生和耐药机制的新见解，从而测试新的治疗方案。”
这项研究已发表在《高级医疗材料》期刊上。
器官芯片
胶质母细胞瘤是最具侵袭性的原发性脑肿瘤之一，通常是致命的，”巴里尔说。“这是一种可怕的疾病。”
医生通常会开出化疗、手术切除肿瘤和放疗的组合方案。然而，胶质母细胞瘤具有弹性，随着时间的推移，通常会产生耐药性。
“很难针对这些肿瘤，”他说。“它们会战略性地渗透到健康的脑组织中。”
第一个“器官芯片”是在不到20年前制造的。Barrile表示，这是一个在药物开发领域充满希望的领域，但仍处于起步阶段。
使用传统技术，芯片上的器官可能需要几个月的时间来制造。但巴瑞尔和他的学生可以利用3D生物打印技术为每位患者更快地创建定制的合成血管。
“模具是通过经典制造技术生成的。制作一个原型可能需要几周到几个月的时间，而我们的3D打印方法只需几个小时。”
他说，这为研究和治疗的可能性打开了新的大门。
同样，Barrile指出，传统的器官芯片使用硅材料。然而，治疗胶质母细胞瘤所需的药物都是小分子药物——小到它们很容易被硅细胞吸收，而不是被需要它们的组织吸收。
“我们使用的不是硅材料，而是微流体水凝胶。这是一个优势，因为硅器件会降低药物的效力。分子会在框架中消失，”他说。
Barrile表示，未来芯片上的器官将不再需要在动物身上进行医学测试。
创建个性化疗法
该研究的主要作者、加州大学生物医学工程专业的博士生Sirjana Pun表示，器官芯片设备在推动新疗法的发展方面具有巨大潜力。
“现有的胶质母细胞瘤治疗采用一刀切的方法，这已被证明对显著提高患者生存率无效。我们的系统可以用来创建个性化的疾病模型，从而能够测试针对每个患者独特需求的新疗法，”她说。
潘继泽表示：“我很感激能有机会在加州大学从事我深深热爱的研究工作。”
他们与加州大学医学院的Soma Sengupta、北卡罗来纳大学的Daniel Pomeranz Krummel和法国波尔多大学的Giuseppe Scium合作。加州大学生物医学工程专业的学生Dalee Demaree和Anusha Prakash也做出了贡献。
巴瑞尔表示：“我很高兴能成为这个协会的一员，我们与学术界、工业界和监管机构的其他科学家一起努力，推动这项技术的采用，以取代动物模型，并为药物测试提供替代方法。”
更多信息: Sirjana Pun等，模拟胶质母细胞瘤表型异质性和耐药的先进微生理系统的快速生物制造，Advanced Healthcare Materials(2024)。DOI: 10.1002 / adhm.202401876期刊信息: 辛辛那提大学提供的高级医疗材料引文: 工程师使用生物打印血管来模拟致命的脑肿瘤(2024,9月25日)检索自https://medicalxpress.com/news/2024-09-bioprinted-blood-vessels-deadly-brain.html。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
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