在最近发表的“ 用于胶质母细胞瘤治疗的药物洗脱3D打印网格（GlioMesh） ”中，加拿大研究人员采用了3D打印作为胶质母细胞瘤（GBM）更好地治疗当前外科手术，放射疗法和药物的主题。似乎仍未对生存率产生影响。在这项研究中，研究人员通过GlioMesh提供了一种新的治疗方法，该方法由填充了替莫唑胺微粒（TMZ）的3D打印水凝胶制成。GBM是最激进的脑癌形式之一，在美国影响了近50％的脑肿瘤患者。如今，诊断为GBM的患者在五年内存活的可能性不到百分之十。
研究人员解释说：GBM的标准疗法是最大程度的安全手术切除，然后进行放疗和替莫唑胺（TMZ）化疗6个月。放射治疗结束后，TMZ的每月管理维持6个月，直至一年。这些因素加在一起通常只能增加几个月的生存时间。即使当前显微外科技术取得了进步，但肿瘤复发仍是正常现象，通常发生在原始肿瘤边界的1-2 cm之内。
治疗/管理GBM的障碍包括：
- 肿瘤完全切除的问题通常散布在“手指状突起”中
- 化学疗法对治疗脑组织深部区域无效
- 血脑/肿瘤屏障带来的挑战
- GBM癌症干细胞的耐药性
研究人员正在努力：
尽管TMZ可以克服血脑屏障，但通常需要高剂量，而且副作用可能是残酷的。然而，研究人员解释说，通过局部递送药物可以绕开其中一些挑战。通过为该研究开发的药物释放网片（由藻酸盐水凝胶和载有TMZ的PLGA微球组成），研究人员发现它们可以在整个肿瘤部位一次释放7周。
GlioMesh及其制造过程的示意图。A）O / O乳液溶剂蒸发技术，用于制备具有高封装效率的TMZ负载PLGA微球。B）生物墨水的制备。C）包含TMZ负载PLGA微球的藻酸盐网格的3D打印。D）印刷网的交联。E）装有TMZ释放PLGA微球的3D打印网格。F）通过对U251和U87人GBM细胞的各种研究评价了GlioMesh治疗GBM的功效。
“通过3D打印制造多孔网是一项使能技术，由于较高的表面积与体积之比，更好的细胞浸润以及增强的营养物质和氧气向下层的输送，因此具有将药物更高质量地运输到周围组织的优势。组织。”研究人员解释说。
研究表明，用O / W和W / O / W乳液制备的微球的“包封效率”分别为0.87±0.52％和1.34±0.03％。这也是以前从事类似工作的研究人员的结果。进一步的改进并未显示出太大的改进。
用不同PLGA浓度制备的PLGA微球的表征。A）用浓度为1.25％，5％和10％的PLGA制备的空白和装有TMZ的PLGA微球的SEM图像。比例尺为500 μm。B）用不同PLGA浓度制备的空白和TMZ负载PLGA微球的尺寸分布。C）用浓度为1.25％，5％和10％的PLGA制备的空白和装有TMZ的PLGA微球的平均大小。PLGA浓度的增加导致制造了平均直径更大的微球。每个数据点代表平均值±SD。* p <0.0005。
随着研究人员增加打印头压力，他们最终能够沉积更多的藻酸盐，从而增加了纤维直径。在适当的粘度下，可以更好地控制3D打印的网格。添加聚合物微球还有助于促进TMZ在肿瘤上的更长释放。
3D生物打印藻酸盐网格的特征。A）TMZ释放藻酸盐网格的摄影图像。右图显示了GlioMesh的灵活性，这是大脑植入物与不规则形状的组织相适应的合适功能。B）GlioMesh的SEM图像显示其多孔结构。C）打印头压力对纤维特性的影响。喷嘴上的较高压力导致较大的纤维直径和较小的表面体积比。用40、80和120 kPa压力打印的藻酸盐网格的显微图像。D）打印速度对3D生物打印纤维特性的影响。较高的打印速度可以减小纤维直径并提高表面体积比。以250、350和450 mm min-1的打印速度打印的藻酸盐网格的显微图像。E）微球浓度对3D打印网格中纤维直径的影响。较高的微球密度增加了纤维直径。GlioMesh的显微图像印有1、3和6 mg mL-1的微球浓度。每个数据点代表平均值±SD，n =6。* p <0.005和** p <0.0005。
研究人员总结说：“ GlioMesh证明TMZ持续释放超过56天，这避免了GBM患者经常口服这种化疗药物的需要。” “ GlioMesh显示了优于游离TMZ的优异细胞毒性作用，这是因为该药物可在治疗过程中避免降解并保持GBM细胞自噬水平。
“此外，与游离TMZ相比，通过持续递送TMZ可以实现更高程度的线粒体损伤。总而言之，GlioMesh通过减少化学疗法的副作用，规避血脑屏障及相关挑战，并为使用针对每个患者的联合治疗方法提供了更大的灵活性，在GBM的管理方面具有广阔的前景。”
编译：3dprint.com
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