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细胞打印:筛选个性化肿瘤uedbet体育官网药物“新招”

发布时间:2019/09/04 点击量:

  “用3D打印出的微型肝脏组织,移植到小鼠体内,小鼠的生存时间有明显改善,uedbet体育登录有新生血管生成。”近日,在由中国增材制造产业联盟生物增材制造产业组主办、迈普医学承办的“生物3D打印驱动创新医疗”学术论坛上,清华大学机械工程系教授、博士生导师徐弢透露了3D生物打印的研究新成果。他强调,目前打印活体器官主要还在基础研究阶段,为临床做准备。

  “我们在探索细胞打印应用于人体的可能,已在规划的打印‘尿道’植入人体临床实验,有望成为世界上首例活体打印、现场植入的实验。”徐弢说。

  3D打印更能模拟干细胞生长环境

  生物3D打印技术的理念诞生于2000年,由美国科学家托马斯·波兰提出。作为托马斯教授的第一位博士生,徐弢将此技术概念实现了。他和导师共同拥有世界上首个细胞打印专利。

  “《生物制造》(《Biofabrication》)杂志的影响因子已从0提高到6.838,可看出生物3D打印行业在这几年的迅速发展。”他说。

  生物3D打印的应用已从最初打印不可以直接用于人体但面向医学应用的材料,发展到细胞打印,将活细胞作为主要打印单元,构建人体的活性组织和器官。且随着技术不断创新,医疗领域中的细胞打印创新应用令人眼界大开。

  细胞打印能帮助人们评估新药物的疗效,实现个性化肿瘤药物筛选。“肿瘤药物治疗,最初用药靠经验总结,后来利用基因诊断发现靶点。但基因属于较基础信息,目前手段不能检测到所有耐药性及药物反应基因信息。”徐弢说,肿瘤用药发展到3.0时代,医生可将个性化的肿瘤细胞取出,进行组织层面的诊断,其中的难点就是重建病人的肿瘤组织。

  徐弢已对胶质瘤细胞、星形胶质细胞、脑微血管内皮细胞等恶性肿瘤进行研究。他以胶质瘤为例向科技日报记者介绍道:“我们从切除出来的肿瘤组织中分离出细胞,把其打印成细胞芯片。接着结合基因分析,把不同药物放在细胞芯片上进行治疗,从而找出适合病人的最理想药物。”

  在干细胞和免疫细胞治疗领域,细胞打印也大有可为。经过几十年发展,多种疾病用干细胞治疗效果趋于明确,干细胞研究及临床转化进入井喷的“黄金窗口期”。然而,面向临床应用的干细胞培养面临着数量、质量和污染的挑战。

  “在实验室阶段,少量干细胞就能达到研究目的,临床转化时一个病人往往需要数十亿级别数量的干细胞。从人体收集到的干细胞数量只有几百万或几千万水平,需要扩增到数十亿水平,这是巨大的挑战。”徐弢指出。此外,临床细胞培养不使用抗生素,污染风险增高。