研究人员采用生物3D打印技术，用于治疗乳腺癌肿瘤的“开创性”方案

2022年10月20日，南极熊获悉，宾夕法尼亚州立大学的研究人员，成功地对乳腺癌肿瘤进行了3D生物打印并对它进行了治疗，该技术的发展皆在加速治疗药物的研发。

△电子显微镜显示乳腺癌细胞（青色）受到 T 细胞（红色）的攻击，T 细胞被设计用于识别癌细胞

该大学表示，这是科学上的第一次，未来，将为精确制造肿瘤模型奠定基础。研究人员认为，这一进展将使人们不再采用“体内”或“动物”实验的抗癌疗法成为可能。

△Ibrahim Ozbolat领导着一个专门从事3D打印的实验室，创建一系列用于研究人类健康方向的生物组织

一种临床测试平台
该大学工程科学和力学、生物医学工程和神经外科教授、该研究的作者Ibrahim Ozbolat说：“这将帮助我们了解人类免疫细胞，是如何与实体肿瘤相互作用的。我们开发了一种工具可作为临床测试平台，它可以安全、准确地评估实验疗法。它也是免疫学家和生物学家了解肿瘤如何生长、如何与人类细胞相互作用，以及它如何在体内转移和扩散的平台。”

研究人员使用了一种名为 "吸气辅助生物打印 "的新技术，在3D中精确定位肿瘤并创建组织。然后，该组织被塑造成一个带有血管的多尺度乳腺肿瘤模型，他们发现该模型对化疗和基于细胞的免疫治疗剂有反应。

△生物3D打印技术的发展，可加速治疗药物的研发

测试生物3D乳腺癌肿瘤
为了验证肿瘤模型的准确性，该团队采用多柔比星治疗，这是一种常用于治疗乳腺癌的蒽环类化疗药物。在发现生物打印的肿瘤对化疗有反应后，与Jackson实验室的免疫学家Derya Unutmaz博士合作，在该肿瘤上测试了一种基于细胞的免疫治疗方法。

研究人员使用了通过基因编辑设计的人类细胞CAR-T，以识别和对抗一种侵略性的乳腺癌细胞。CAR-T细胞在肿瘤中循环了72小时，之后研究人员发现，带有生物图谱的肿瘤细胞产生了积极的免疫反应，正在对抗癌细胞。

Ozbolat说：“我们的模型是由人类细胞制成的，但我们制作的是一个非常简化的人体版本。因为，存在于原生微环境中的许多细节，是我们无法复制的，所以，我们的目标是在复杂中求简单。我们希望对这些系统的工作方式有一个基本的了解，而且我们需要简化生长过程，因为我们没有时间等待肿瘤在自然速度下生长。”

△该研究已发表在英国皇家物理学会，题目为“3D乳腺癌模型的生物制造，用于剖析表达工程化MAIT细胞受体的人类T细胞的毒性反应”（传送门）

该研究成果的核心关键点
*研究人员成功打印并治疗了3D生物打印的乳腺癌肿瘤；
*该研究为肿瘤模型的精确制造奠定了基础；
*这一进步，可以在不使用体内实验的情况下，实现未来抗癌疗法的研究和开发。

据Ozbolat说，尽管癌症治疗取得了显著的进展，但现阶段存在的问题，缺乏用于实验性抗癌药物的临床研究平台。因为，依靠传统临床试验来测试治疗的有效性，限制了抗癌疗法的商业化发展。Ozbolat还认为，开发生物打印模型，可以为理解肿瘤微环境和人体免疫系统的“开创性”研究打开新大门。

Ozbolat和他的同事，现在正在进行进一步临床研究，从实际乳腺癌患者身上切除肿瘤，将把免疫治疗剂应用于患者衍生的肿瘤内，以观察它们的反应。

"Ozbolat说：“这是了解疾病复杂性的重要一步，如果我们要开发针对癌症的新型疗法和靶向疗法，这一点至关重要。”

2022年8月，宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组，开发了一种颗粒状水凝胶生物墨水，据说，可以扩大组织生物打印的可能性，该小组的一名主要成员因这项工作被评为先进材料的 "新星"。