为癌症研究创造肿瘤生物打印机

发布者:匿名 2019-08-08 浏览量:2186


2018年,总部位于悉尼的创业公司Inventia Life Science和悉尼新南威尔士大学的研究人员建立了一种新的生物打印机Rastrum该打印机使用喷墨技术快速打印人体细胞,并迅速培育出用于测试癌症药物的真实肿瘤。现在,粉红色打印机赢得了澳大利亚的一项主要设计奖项,即2019年度最佳设计奖。Rastrum由新南威尔士大学悉尼分校的澳大利亚纳米医学中心,Justin Gooding和Maria Kavallaris两位著名的医学和科学学者共同设计,这是大学儿童癌症研究所和Innova Life Scie之间强有力合作的结果。

在第61届澳大利亚年度优秀设计奖颁奖典礼上,该奖项授予Innova Life Science,这是因为该公司在研发一种可以打印肿瘤复制品的机器的创新战略,这种复制品可以改变癌症患者的生活。

生物打印机旨在通过构建3D细胞结构蛋白质和肿瘤模型来对抗癌症,然后通过使用先进的微流体构建细胞结构并创建更准确的结构来测试免疫疗法,然后将其用于测试一系列疗法。它可以在不到6个小时内生成1,000个3D细胞模型,使用当前的手动技术需要50多个小时,因此提供3D细胞模型的速度意味着研究人员可以同时进行更多的实验,筛选数千个治疗药物和使他们对癌症治疗的研究更加有效。该公司声称,它有可能通过设计革新生物医学研究,并在未来打印组织皮肤和器官。

Rastrum生物打印机,由于其粉红色的外观,非常容易辨认。

联合国新南威尔士大学的Gooding说:“癌症研究在许多方面受到二维体外细胞培养技术的限制,但是细胞培养的3D打印更为真实,揭示了细胞和肿瘤对治疗的抵抗等重要特征。因此,这种生物打印机使癌症研究人员能够快速产生3D培养物,并建立比以往更复杂的体外癌症模型。”

维多利亚功能基因组学中心(VCFG)是第一个安装Rastrum系统的实验室,也是第一个将该技术应用于癌症研究的实验室。VCFG负责人凯琳·辛普森(Kaylene Simpson)表示,通过自动化和可扩展的过程创建逼真的3D细胞模型的能力将极大地加速他们的研究进展,并推进治疗目标的发现。

Gooding还表示,“这台打印机与其他3D生物打印技术的区别在于,现在我们可以精确控制细胞类型和生长环境,从而创建3D细胞模型并打印人肿瘤。为打印机开发的墨水类型意味着细胞生物学家首次能够在单个3D细胞培养中精确沉积多种细胞类型。“使癌症研究人员能够更好地了解癌症形成的变量。”

从工程和细胞生物学的角度来看,打印机经历了一个彻底严格的设计和测试阶段,Kavallaris(他也是儿童癌症研究所肿瘤生物学和靶向计划的负责人)开发了打印机背后的细胞生物学,分析了细胞的活力,它们分裂的速度和开发准确的肿瘤样环境。

打印机在控制我们正在研究的易挥发癌症环境和复制不同类型癌症方面具有革命性的能力。它给我们提供了模拟真实癌细胞的巨大机会。不同的肿瘤在不同的微环境中生存,一个人不仅有肿瘤,还有许多其他细胞,如免疫细胞和辅助细胞。

现阶段的主要应用之一将是打印机重建和模仿实体肿瘤,并且还有可能甚至重建血细胞癌症,如白血病。

这是首次拥有可以模拟癌症疾病,模拟治疗反应和测试新药的机器。可以分析药物影响肿瘤存活的方式,并可能将其反馈给临床医生 - 甚至可以检测他们可能没有考虑过的药物,并减少使患者暴露于过度毒性。对于研究人员来说,这是一个惊人的起点,可以利用想象力和开发细胞模型来研究疾病。

Rastrum用于创建3D细胞结构蛋白质和肿瘤模型

核心技术还被用于探索通过临床床边生物打印影响烧伤和伤口治疗等领域的长期潜力。 全世界有许多科学家致力于癌症研究。像卡内基梅隆大学或不列颠哥伦比亚大学(UBC)这样的大学一直在使用生物打印机来生产生物组织,这有朝一日可能成为促进癌症研究和组织替代的宝贵工具。希望Rastrum还能帮助澳大利亚的研究人员解决这种疾病,到目前为止,估计到2018年新病例增加到1810万,死亡人数达到960万。这种生物医学的进步为世界带来了希望。

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