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日本研究人員使用3D打印醫(yī)學(xué)魚明膠進(jìn)行癌癥治療

魔猴君  行業(yè)資訊   1567天前

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一組日本研究人員最近完成了一項納米醫(yī)學(xué)研究,發(fā)表了3D打印的基于魚明膠的聚合物水凝膠貼劑以局部遞送聚乙二醇化脂質(zhì)體阿霉素的研究結(jié)果”。通過試驗一種新的藥物輸送系統(tǒng),他們報告了針對患者特定癌癥治療的新潛力。

材料科學(xué)的研究在廣泛的應(yīng)用中不斷擴(kuò)展。然而,生物打印是最令人興奮的技術(shù)之一,因為預(yù)計組織工程學(xué)將在未來十年左右的時間內(nèi)導(dǎo)致人體器官的制造。此類研究還證明,無論是在使用混合系統(tǒng),多藥物輸送系統(tǒng)還是在改進(jìn)的支架中,生物打印都可以產(chǎn)生更強(qiáng)大的藥物輸送。在這里,由于研究人員將打印機(jī)墨水與冷魚明膠衍生物半合成魚明膠甲基丙烯?;?/span>F-GelMA)結(jié)合在一起,因此選擇用于藥物輸送的材料更加獨特。

在為患者提供積極的癌癥治療時,通常使用阿霉素(DOX)作為抗癌劑來治療以下疾?。?/span>

.乳腺癌

.膀胱癌

.卡波濟(jì)肉瘤

.淋巴瘤

.急性淋巴細(xì)胞白血病

盡管DOX用作廣譜藥物,但它也可能引起嚴(yán)重的心臟毒性。作為解決方案,聚乙二醇化脂質(zhì)體DOX,Doxil已被用于治療心臟毒性較低的癌癥。納米藥物也已獲得FDA批準(zhǔn),可用于靶向局部腫瘤。例如,這種類型的藥物輸送系統(tǒng)可能適合治療腦腫瘤。這組作者說:“聚乙二醇化脂質(zhì)體可以延長其在血液中的循環(huán)時間,導(dǎo)致它們在癌癥組織中的被動積累,這被稱為增強(qiáng)的通透性和保留作用。”

作者使用3D生物打印機(jī)開發(fā)了脂質(zhì)體貼片,可直接植入癌細(xì)胞中。

a)魚明膠甲基丙烯?;‵-GelMA)的合成。 (b)交聯(lián)的F-GelMA和含有PEG化脂質(zhì)體的羧甲基纖維素鈉(CMC)的混合凝膠。反應(yīng)方案是在以前的研究中準(zhǔn)備的

“我們使用了含有半合成魚明膠聚合物(魚明膠甲基丙烯?;現(xiàn)-GelMA)的水凝膠來捕獲載有DOX的聚乙二醇化脂質(zhì)體。魚明膠價格便宜,幾乎沒有個人或宗教限制?!?/span>


魚明膠由于粘度低且聚合迅速,因此尚未廣泛用于生物印刷。為了解決這個問題,作者創(chuàng)建了一種具有較高粘度的生物墨水復(fù)合材料。

用作印刷油墨的藥物制劑的粘性。 a)含有不同濃度CMC的F-GelMA水凝膠的外觀。 (b)含有不同濃度CMC的F-GelMA水凝膠的粘度曲線。數(shù)據(jù)代表平均值±SD(n = 3)。

盡管水凝膠由于其膨脹能力而通常吸引人,但對于本研究而言,研究人員制造了多種不同的材料,其中10%F-GelMA和7%羧甲基纖維素鈉(一種增稠劑)的組合顯示出溶脹率最高。光聚合后水凝膠的溶脹性能。 (a)不同濃度的F-GelMA的溶脹率。 (b)混合水凝膠的溶脹率(10%F-GelMA,CMC濃度不同)。數(shù)據(jù)代表平均值±SD(n = 3)。

設(shè)計不同的3D幾何形狀:(a)圓柱,(b)圓環(huán)和(c)網(wǎng)格線。

作者使用CELLINK生物打印機(jī)注射器以三種不同的樣品形狀打印了補(bǔ)丁,因為作者測試了體內(nèi)的藥物釋放潛力。該團(tuán)隊意識到表面積,交聯(lián)密度,溫度和振蕩器速度會發(fā)揮作用,因此依靠更大的表面積來更快地釋放藥物。

補(bǔ)丁的打印條件

在試驗圓環(huán)面,網(wǎng)格線和圓柱狀樣品斑時,研究人員觀察到網(wǎng)格線型斑塊具有最大的持續(xù)釋放潛力。

脂質(zhì)體阿霉素(DOX)的藥物釋放曲線。 (a)形狀對藥物釋放的影響。紫外線暴露時間設(shè)定為1分鐘。 (b)紫外線照射時間對藥物釋放的影響。網(wǎng)格對象用于此實驗。數(shù)據(jù)代表平均值±SD(n = 3)。

這些結(jié)果表明,CMC可用于調(diào)節(jié)打印機(jī)墨水的特性,并且在藥物制劑中是有用且安全的藥物賦形劑。我們還表明,從3D打印的貼劑釋放的藥物取決于貼劑的形狀和紫外線暴露時間,并且可以控制藥物的釋放。綜上所述,目前的結(jié)果為制備包含脂質(zhì)體和其他基于納米顆粒的納米藥物的3D打印物體提供了有用的信息。”作者總結(jié)說。


      來源:中國3D打印網(wǎng)



   
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