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    3D 打印微流體技術有望發展成為新的腦癌治療方法

    編輯:科元三維 更新時間:2024-03-12 瀏覽次數:322

           佐治亞理工學院(Georgia Tech) 研究員 Rafael Davalos 與芯片器官模型3D 打印技術領先者Phase之間展開合作,這一舉措標志著腦部疾病治療領域的一次重大飛躍,標志著該領域取得了根本性進展。此次合作伙伴關系利用美國國立衛生研究院(NIH)提供的為期兩年 180 萬美元的資助,在通過 3D 打印重建血腦屏障模型方面取得了進展。這項創新有望通過改進藥物測試和開發過程,為治療神經系統疾病和腦癌的新療法鋪平道路。


    弗吉尼亞理工大學校友、Phase 聯合創始人 Jeff Schultz(左)和生物醫學工程與力學領域的 Rafael Davalos(右)。圖片由 Phase 提供。

           為神經系統疾病和腦癌創造有效治療方法的挑戰在于人腦的復雜性和保護它的血腦屏障。傳統方法嚴重依賴動物測試,通常無法預測人類反應,導致新藥開發周期昂貴且耗時。然而,引入微流體設備將通過在實驗室中更準確地模仿人類生理環境來改變游戲規則。


           Davalos 是佐治亞理工學院和埃默里大學華萊士 H. 庫爾特生物醫學工程系的 Margaret P. 和 John H. Weitnauer Jr. 主席,他正在帶領一個研究團隊利用 3D 技術重建血腦屏障模型印刷技術。他強調了這種新制造方法的潛力,可以深入了解現實環境中的細胞通信。他的團隊與 Phase 合作,利用 3D 打印來增強微流體的功能,為生物技術的進步提供了一個有希望的方向。

    Davalos說:“我相信這種制造微流體裝置的新方法將使研究人員能夠加深對細胞如何在生理相關環境中進行通信的理解,這是以前無法實現的?!?

    △RafaelDavalos。圖片由弗吉尼亞理工大學的斯賓塞·羅伯茨提供。

           微流體學是一門通過微小通道操縱流體的科學,是開發器官芯片模型的基礎。這些設備使用活細胞模擬人體的某些部位來測試藥物的效果和安全性,而無需進行人體測試。Phase將 3D 打印應用于該領域不僅拓寬了微流體的可能性,而且使這一創新技術更接近市場,有可能加速向有需要的患者提供新的治療方法。

           Phase 的專有平臺成立于 2020年,使 PDMS(一種廣泛用于微流體的硅基有機聚合物)和其他生物相容性材料能夠以商業規模和以前無法達到的分辨率進行 3D 打印。弗吉尼亞理工大學校友杰夫·舒爾茨 (Jeff Schultz) 獲得博士學位。2003 年獲得材料工程博士學位,現任公司首席執行官兼聯合創始人。Phase 的根源可以追溯到其在北卡羅來納州科尼利厄斯First TurnInnovations企業孵化器的運作,舒爾茨此前曾強調他們在醫療設備 3D 打印方面的工作具有變革潛力。

           Schultz 的公司是一個跨學科研究小組的一部分,該小組包括哈佛醫學院和馬薩諸塞州總醫院的副教授Seemantini Nadkarni,他將開發一種系統來測試芯片器官創建過程中PDMS 固化的動力學。設備,以及弗吉尼亞理工大學機械工程教授Amrinder Nain,他將為該模型制造納米多孔膜模擬物。該團隊共同致力于解決非常復雜的醫療挑戰。

    △Davalos從事微流體研究和癌癥治療技術的開發。圖片由弗吉尼亞理工大學的斯賓塞·羅伯茨提供

           幸運的是,類似的研究案例并不稀少。全球范圍內,各種研究機構、大學和公司正在開發類似的技術來解決神經系統疾病和腦部疾病。例如,哈佛大學Wyss 研究所以其創新的生物工程方法而聞名,包括用于研究腦部疾病和在受控環境中測試神經治療藥物的芯片腦系統中的 3D 打印。麻省理工學院(MIT)的研究人員一直在開發用于研究大腦的微流體設備和 3D 打印系統,包括了解神經退行性疾病和血腦屏障的模型。

           同樣,約翰·霍普金斯大學的科學家開發了可以模仿大腦結構和功能的器官芯片平臺,以更好地了解大腦疾病并測試潛在的治療方法。加州大學歐文分校(UCI) 的研究人員也在開發微流體設備和器官芯片模型方面為該領域做出了貢獻,包括對影響大腦的疾病進行建模和研究。這些突破性的療法為世界各地的患者帶來了更光明的未來。

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