CTIBIOTECH开发新型3D生物打印平台,用于治疗结肠癌

3D打印生物医疗
2021
11/30
20:27
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2021年11月30日,南极熊获悉,再生医学公司CTIBIOTECH开发了一个新的3D生物打印平台,可以为结直肠癌患者直接提供更具有针对化的药物。

据了解,该平台是由普罗夫迪夫医科大学和保加利亚的UMHAT-欧洲医院合作开发的,能够生产出具有成本效益和可重复的人类结肠癌疾病模型,也可用于化疗筛选。

CTIBIOTECH公司总裁兼CSOColin McGuckin教授说:"癌症疗法的进步需要新的人体模型来完成药物测试,而我们的3D模型开创性地提供了准确的长期测试策略,用以帮助患者。“

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△CTIBIOTECH的生物打印平台开发出了具有成本效益的、强大的、可重复的结肠癌模型。图片来自CTIBIOTECH。

CTIBIOTECH的生物打印技术

CTIBIOTECH公司的核心目标之一是通过开发3D生物打印人类癌症模型来减少药物开发的成本和时间,这些模型可用于为个别患者确定最有效的治疗方法。在过去的七年里,该公司内部一直在开发3D生物打印技术,以扩大其用于皮肤研究的3D组织工程能力。

CTIBIOTECH之前与化学公司BASF的Care Creations部门合作,对人类皮肤腺体的3D组织模型进行研究,并在此基础上开始开发一种能够将皮脂腺(皮肤)微腺排列成皮肤病模型的3D生物打印机。

该公司过去还曾与瑞典3D生物打印机供应商CELLINK合作,研究癌症患者的新疗法。他们使用CELLINK公司的机器在实验室中创建肿瘤组织模型,并乐观地认为这可以减少临床前药物筛选中进40%的昂贵损耗率。

最近,作为NOVOPLASM项目联盟的一部分,CTIBIOTECH成为世界上第一个3D生物打印完整免疫人类皮肤的公司。该公司表示正在为研究项目提供数百个皮肤模型,用以帮助NOVOPLASM联盟能够验证其用于治疗感染性烧伤和皮肤移植的冷等离子体伤口愈合技术。

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△CTIBIOTECH正在为NOVOPLASM项目生产数百个CTISkin模型。图片来自CTIBIOTECH。

开发结肠癌的治疗方法

结肠癌是癌症的第三大原因,全世界每年有超过180万新患者被诊断出来。世界卫生组织(WHO)预测,2030年因结肠癌而死亡的人数高达1200万,患有晚期疾病的患者后期治疗效果一般都不理想。

然而,根据CTIBIOTECH、普罗夫迪夫医科大学和UMHAT-欧洲医院最近进行的研究显示,由于临床前和临床药物测试数据的高假阳性和假阴性率,只有0.1%的药物能够从实验室进入到临床应用上。

为了解决这个问题,合作商选择尝试开发一种新型的生物打印平台,寻求它能制作出具有成本效益的、强大的、可重复的疾病模型,这些模型与体内的癌细胞十分相似,为个体化治疗提供了更多机会。

在研究期间,这些团队制作了3D生物打印的"腺样"结肠癌肿瘤,它表现出与患者肿瘤相似的形态。为此,科学家们利用CTIBIOTECH公司的CTIBioTumour生物打印技术,再现了结直肠癌的生物标志物,并建立了对标准护理化疗药物的抗性模型。

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△ColinMcGlucklin教授与CTIBIOTECH的生物打印机。照片来自CTIBIOTECH。

改善个性化的药物开发

目前,一款新药的开发周期平均需要15年,花费近26亿欧元才能进入商业化阶段。同时,CTIBIOTECH表示,在药物开发的临床前阶段测试的分子中只有2%能够进入临床阶段。

据CTIBIOTECH公司称,其技术有可能将开发新药的时间减少三年,而临床前评估所需的时间可从六年减少到两到三年。CTIBioTumour平台还可以将药物开发链的成本降低约20%,据说每开发一种药物可节省5.2亿欧元。

该公司希望其生物打印平台将对候选药物的安全性和有效性进行更好的评估,同时也有助于实施个性化医疗平台,更好地预测病人对不同癌症疗法的反应。

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由CTI生物技术公司制备的皮脂细胞模型。照片来自CTI生物技术公司。

关于这项研究的更多信息可以在《生物工程和生物技术前沿》杂志上发表的题为:"AColorectal Cancer 3D Bioprinting Workflow as a Platform for Disease Modelingand Chemotherapeutic Screening"的论文中找到。该研究由Y.Sbirkov, D. Molander, C. Millet, I. Bodurov, B. Atanasov, R. Penkov, N. Belev,N. Forraz, C. McGuckin, and V. Sarafian共同撰写。


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用3D打印技术推进癌症治疗

据预测,到2040年,因癌症死亡的人数将达到1600万,研究人员和科学家们也正越来越多地关注像3D生物打印这样的技术如何帮助癌症患者的诊断和药物开发。

劳伦斯-利弗莫尔国家实验室(LLNL)已经研究了如何将3D生物打印与计算流动模拟相结合,以更好地了解癌症肿瘤是如何形成的,而华盛顿州立大学已经开发了一种大豆浸泡的3D打印骨状支架,能够抵御癌细胞。

在其他地方,韩国峨山医疗中心推出3D打印的手术指南,以帮助癌症手术中的乳腺组织保留,而3D Systems公司和Collplant公司已经合作开发了适合乳房重建治疗的3D生物打印软组织结构。加州理工学院和加州大学旧金山分校的科学家们还利用3D打印的 "ChemoFilters "解锁了一种新的癌症靶向治疗方法,该方法可将化疗药物导向受影响的器官。

在癌症治疗方面,3D打印技术最重要的突破之一是特拉维夫大学最近的获奖进展,它是利用病人细胞3D打印出首个胶质母细胞瘤。胶质母细胞瘤肿瘤模型可以改善脑癌的治疗,使临床医生能够在真实的环境中测试新药物的疗效,并加快药物开发。

南极熊也真切希望,3D打印能够在医学领域上取得越来越多的突破,以帮助解决更多的医学难题,相信这也是全人类共同期盼的美好未来吧!


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