日本研究人員使用3D打印醫學魚明膠進行癌癥治療

魔猴君  行業資訊   1823天前

一組日本研究人員最近完成了一項納米醫學研究，發表了“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體阿霉素的研究結果”。通過試驗一種新的藥物輸送系統，他們報告了針對患者特定癌癥治療的新潛力。

材料科學的研究在廣泛的應用中不斷擴展。然而，生物打印是最令人興奮的技術之一，因為預計組織工程學將在未來十年左右的時間內導致人體器官的制造。此類研究還證明，無論是在使用混合系統，多藥物輸送系統還是在改進的支架中，生物打印都可以產生更強大的藥物輸送。在這里，由于研究人員將打印機墨水與冷魚明膠衍生物半合成魚明膠甲基丙烯酰基（F-GelMA）結合在一起，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病：

.乳腺癌

.膀胱癌

.卡波濟肉瘤

.淋巴瘤

.急性淋巴細胞白血病

盡管DOX用作廣譜藥物，但它也可能引起嚴重的心臟毒性。作為解決方案，聚乙二醇化脂質體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，可用于靶向局部腫瘤。例如，這種類型的藥物輸送系統可能適合治療腦腫瘤。這組作者說：“聚乙二醇化脂質體可以延長其在血液中的循環時間，導致它們在癌癥組織中的被動積累，這被稱為增強的通透性和保留作用。”

作者使用3D生物打印機開發了脂質體貼片，可直接植入癌細胞中。

（a）魚明膠甲基丙烯酰基（F-GelMA）的合成。 （b）交聯的F-GelMA和含有PEG化脂質體的羧甲基纖維素鈉（CMC）的混合凝膠。反應方案是在以前的研究中準備的

“我們使用了含有半合成魚明膠聚合物（魚明膠甲基丙烯酰基，F-GelMA）的水凝膠來捕獲載有DOX的聚乙二醇化脂質體。魚明膠價格便宜，幾乎沒有個人或宗教限制。”

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，作者創建了一種具有較高粘度的生物墨水復合材料。

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。數據代表平均值±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）。數據代表平均值±SD（n = 3）。

設計不同的3D幾何形狀：（a）圓柱，（b）圓環和（c）網格線。

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

補丁的打印條件

在試驗圓環面，網格線和圓柱狀樣品斑時，研究人員觀察到網格線型斑塊具有最大的持續釋放潛力。

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

這些結果表明，CMC可用于調節打印機墨水的特性，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，目前的結果為制備包含脂質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。”作者總結說。

      來源：中國3D打印網