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首页 > 资讯中心科学家开发出具有治疗宫颈癌潜力的青岛3D打印凝胶
发布时间：2022-03-28
浏览人次：516次
青岛3D打印水凝胶，可用于治疗宫颈癌患者。
该凝胶由与金纳米颗粒混合的热敏聚合物组成，旨在局部应用于阴道，从而将药物输送到女性癌症患者的子宫颈。随着进一步的研发，该团队相信可以使用扫描数据来定制他们的水凝胶以适应特定患者的解剖结构，帮助更好地治疗疾病并优化他们的肿瘤切除后恢复。
“可以开发适应患者特定解剖结构的纳米颗粒洗脱水凝胶系统，用于切除后受恶性肿瘤或肿瘤腔影响的宫颈区域，”该团队在他们的论文中解释道。 “这些对象的设计将通过患者的 MRI 扫描得到促进，这可以构成3D打印所需的计算机辅助设计的基础。”
团队3D打印的宫颈癌贴片的照片和 MRI 扫描
更好地应对宫颈癌
尽管发达国家大力推广疫苗接种，导致总体病例下降，但根据世界卫生组织的数据，每年仍有超过 300,000 名妇女死于宫颈癌。有鉴于此，研究人员表示，疫苗接种不能成为世界对抗这种疾病的“唯一医疗武器”。
鉴于它们在治疗细菌、真菌或性传播感染等疾病方面的功效，研究小组将局部应用疗法视为对抗癌症的另一种潜在方法。他们推测，这种凝胶在该区域可能特别有效，因为子宫颈的位置很容易通过阴道进入，这与发生在身体较深区域的其他癌症不同。
然而，当这种抗癌水凝胶以前被开发出来时，它们往往会出现缓慢的凝胶化，这意味着它们的药物有效载荷在被阴道壁吸收之前就已经渗出。先前凝胶的另一个问题是用于生产和施用它们的方法存在高度变化，因此它们的性质在施用时有所不同。
话虽如此，Laval 的科学家们坚持认为，基于凝胶的3D打印克服了许多这些缺点，甚至可以创建模仿癌变区域轮廓的定制药物。该团队认为，这对于满足肿瘤切除手术后宫颈疤痕患者的需求可能特别有用，因此他们将3D打印作为其方法的基石。
研究人员的 PF127-藻酸盐样品的 SEM 图像以及孔径的特写
介绍一种新的癌症疗法
为了使他们对个性化宫颈癌治疗的愿景成为现实，研究人员首先配制了一种能够更好地在体内携带药物的水凝胶。这是通过将 PF127（一种具有相变行为的合成聚合物，使其成为高分辨率图案和凝胶化的理想选择）与海藻酸盐（一种具有强黏膜粘附性的天然物质）混合而成的。
该团队还在他们的凝胶中装载了微量的金，因为它经常被用作放疗或光热程序的一部分，与手术切除或化疗一起进行的治疗可能能够消除癌细胞。
一旦他们完善了他们的配方，科学家们就会继续将其3D打印成凝胶原型，然后对这些原型进行细胞毒性和粘膜粘附测试。当暴露于该团队的水凝胶时，细胞测定显示其存活率为 90% 至 93%，证实不存在明显的细胞毒性，同时它们还证明能够从溶液中 500 μg 的粘蛋白中吸收 93 个。
同样，在递送金纳米粒子时，结果显示凝胶能够在 42 小时内将高达 46.7% 的金纳米粒子转移到阴道粘膜，尽管这种扩散速度确实很慢，有些仍然附着在它们的藻酸盐上矩阵。
作为最后一步，为了评估其水凝胶的定制潜力，该团队随后创建了一个 10 毫米宽的支架，其形状为贴片形状，旨在覆盖经过处理的子宫颈。这个原型的 MRI 扫描显示，它的形状在直径和高度上仅偏离了设计的 0.5% 和 0.75%，这反映了通过科学家的方法可以实现的高精度。
展望未来，研究人员的目标是通过对小鼠模型的研究在体内应用他们的方法，作为更精确地跟踪植入物退化的一种手段。然而，根据他们初步研究的结果，Laval 团队相信他们的新型凝胶不仅有可能提高现有宫颈癌疗法的疗效，而且可以治疗相关手术后留下的肿瘤腔。
“据我们所知，这项研究提供了第一个将3D打印技术应用于制造用于治疗宫颈癌的纳米颗粒洗脱水凝胶输送系统的例子，”该团队在他们的论文中总结道。 “MRI 显示的 3D 打印物体的非常高的几何顺应性为临床前体内实验的设计提供了强有力的概念证明。”
由 3D Systems 和 CollPlant 设计和生产的具有血管化通道的3D生物打印软
该凝胶由与金纳米颗粒混合的热敏聚合物组成，旨在局部应用于阴道，从而将药物输送到女性癌症患者的子宫颈。随着进一步的研发，该团队相信可以使用扫描数据来定制他们的水凝胶以适应特定患者的解剖结构，帮助更好地治疗疾病并优化他们的肿瘤切除后恢复。
“可以开发适应患者特定解剖结构的纳米颗粒洗脱水凝胶系统，用于切除后受恶性肿瘤或肿瘤腔影响的宫颈区域，”该团队在他们的论文中解释道。 “这些对象的设计将通过患者的 MRI 扫描得到促进，这可以构成3D打印所需的计算机辅助设计的基础。”
团队3D打印的宫颈癌贴片的照片和 MRI 扫描
更好地应对宫颈癌
尽管发达国家大力推广疫苗接种，导致总体病例下降，但根据世界卫生组织的数据，每年仍有超过 300,000 名妇女死于宫颈癌。有鉴于此，研究人员表示，疫苗接种不能成为世界对抗这种疾病的“唯一医疗武器”。
鉴于它们在治疗细菌、真菌或性传播感染等疾病方面的功效，研究小组将局部应用疗法视为对抗癌症的另一种潜在方法。他们推测，这种凝胶在该区域可能特别有效，因为子宫颈的位置很容易通过阴道进入，这与发生在身体较深区域的其他癌症不同。
然而，当这种抗癌水凝胶以前被开发出来时，它们往往会出现缓慢的凝胶化，这意味着它们的药物有效载荷在被阴道壁吸收之前就已经渗出。先前凝胶的另一个问题是用于生产和施用它们的方法存在高度变化，因此它们的性质在施用时有所不同。
话虽如此，Laval 的科学家们坚持认为，基于凝胶的3D打印克服了许多这些缺点，甚至可以创建模仿癌变区域轮廓的定制药物。该团队认为，这对于满足肿瘤切除手术后宫颈疤痕患者的需求可能特别有用，因此他们将3D打印作为其方法的基石。
研究人员的 PF127-藻酸盐样品的 SEM 图像以及孔径的特写
介绍一种新的癌症疗法
为了使他们对个性化宫颈癌治疗的愿景成为现实，研究人员首先配制了一种能够更好地在体内携带药物的水凝胶。这是通过将 PF127（一种具有相变行为的合成聚合物，使其成为高分辨率图案和凝胶化的理想选择）与海藻酸盐（一种具有强黏膜粘附性的天然物质）混合而成的。
该团队还在他们的凝胶中装载了微量的金，因为它经常被用作放疗或光热程序的一部分，与手术切除或化疗一起进行的治疗可能能够消除癌细胞。
一旦他们完善了他们的配方，科学家们就会继续将其3D打印成凝胶原型，然后对这些原型进行细胞毒性和粘膜粘附测试。当暴露于该团队的水凝胶时，细胞测定显示其存活率为 90% 至 93%，证实不存在明显的细胞毒性，同时它们还证明能够从溶液中 500 μg 的粘蛋白中吸收 93 个。
同样，在递送金纳米粒子时，结果显示凝胶能够在 42 小时内将高达 46.7% 的金纳米粒子转移到阴道粘膜，尽管这种扩散速度确实很慢，有些仍然附着在它们的藻酸盐上矩阵。
作为最后一步，为了评估其水凝胶的定制潜力，该团队随后创建了一个 10 毫米宽的支架，其形状为贴片形状，旨在覆盖经过处理的子宫颈。这个原型的 MRI 扫描显示，它的形状在直径和高度上仅偏离了设计的 0.5% 和 0.75%，这反映了通过科学家的方法可以实现的高精度。
展望未来，研究人员的目标是通过对小鼠模型的研究在体内应用他们的方法，作为更精确地跟踪植入物退化的一种手段。然而，根据他们初步研究的结果，Laval 团队相信他们的新型凝胶不仅有可能提高现有宫颈癌疗法的疗效，而且可以治疗相关手术后留下的肿瘤腔。
“据我们所知，这项研究提供了第一个将3D打印技术应用于制造用于治疗宫颈癌的纳米颗粒洗脱水凝胶输送系统的例子，”该团队在他们的论文中总结道。 “MRI 显示的 3D 打印物体的非常高的几何顺应性为临床前体内实验的设计提供了强有力的概念证明。”
由 3D Systems 和 CollPlant 设计和生产的具有血管化通道的3D生物打印软