加拿大：大學研究人員3D打印GlioMesh治療腦癌

在最近發(fā)表的“ 用于膠質母細胞瘤治療的藥物洗脫3D打印網格（GlioMesh） ”中,，加拿大研究人員采用了3D打印作為膠質母細胞瘤（GBM）更好地治療當前外科手術,，放射療法和藥物的主題,。似乎仍未對生存率產生影響。在這項研究中,，研究人員通過GlioMesh提供了一種新的治療方法,，該方法由填充了替莫唑胺微粒（TMZ）的3D打印水凝膠制成,。GBM是最激進的腦癌形式之一，在美國影響了近50％的腦腫瘤患者,。如今,，診斷為GBM的患者在五年內存活的可能性不到百分之十。

研究人員解釋說：GBM的標準療法是最大程度的安全手術切除,，然后進行放療和替莫唑胺（TMZ）化療6個月,。放射治療結束后，TMZ的每月管理維持6個月,，直至一年,。這些因素加在一起通常只能增加幾個月的生存時間。即使當前顯微外科技術取得了進步,，但腫瘤復發(fā)仍是正�,，F象，通常發(fā)生在原始腫瘤邊界的1-2 cm之內,。

治療/管理GBM的障礙包括：

• 腫瘤完全切除的問題通常散布在“手指狀突起”中
• 化學療法對治療腦組織深部區(qū)域無效
• 血腦/腫瘤屏障帶來的挑戰(zhàn)
• GBM癌癥干細胞的耐藥性
  

研究人員正在努力：

• 增加生存時間
• 提高長期生存率
• 改善患者的生活質量
  

盡管TMZ可以克服血腦屏障,，但通常需要高劑量，而且副作用可能是殘酷的,。然而,，研究人員解釋說，通過局部遞送藥物可以繞開其中一些挑戰(zhàn),。通過為該研究開發(fā)的藥物釋放網片（由藻酸鹽水凝膠和載有TMZ的PLGA微球組成）,，研究人員發(fā)現它們可以在整個腫瘤部位一次釋放7周。

GlioMesh及其制造過程的示意圖,。A）O / O乳液溶劑蒸發(fā)技術,，用于制備具有高封裝效率的TMZ負載PLGA微球。B）生物墨水的制備,。C）包含TMZ負載PLGA微球的藻酸鹽網格的3D打印,。D）印刷網的交聯。E）裝有TMZ釋放PLGA微球的3D打印網格,。F）通過對U251和U87人GBM細胞的各種研究評價了GlioMesh治療GBM的功效。

“通過3D打印制造多孔網是一項使能技術,，由于較高的表面積與體積之比,，更好的細胞浸潤以及增強的營養(yǎng)物質和氧氣向下層的輸送，因此具有將藥物更高質量地運輸到周圍組織的優(yōu)勢,。組織,。”研究人員解釋說,。

研究表明,，用O / W和W / O / W乳液制備的微球的“包封效率”分別為0.87±0.52％和1.34±0.03％,。這也是以前從事類似工作的研究人員的結果。進一步的改進并未顯示出太大的改進,。

用不同PLGA濃度制備的PLGA微球的表征,。A）用濃度為1.25％，5％和10％的PLGA制備的空白和裝有TMZ的PLGA微球的SEM圖像,。比例尺為500 μm,。B）用不同PLGA濃度制備的空白和TMZ負載PLGA微球的尺寸分布。C）用濃度為1.25％,，5％和10％的PLGA制備的空白和裝有TMZ的PLGA微球的平均大小,。PLGA濃度的增加導致制造了平均直徑更大的微球。每個數據點代表平均值±SD,。* p <0.0005,。

隨著研究人員增加打印頭壓力，他們最終能夠沉積更多的藻酸鹽,，從而增加了纖維直徑,。在適當的粘度下，可以更好地控制3D打印的網格,。添加聚合物微球還有助于促進TMZ在腫瘤上的更長釋放,。

3D生物打印藻酸鹽網格的特征。A）TMZ釋放藻酸鹽網格的攝影圖像,。右圖顯示了GlioMesh的靈活性,，這是大腦植入物與不規(guī)則形狀的組織相適應的合適功能。B）GlioMesh的SEM圖像顯示其多孔結構,。C）打印頭壓力對纖維特性的影響,。噴嘴上的較高壓力導致較大的纖維直徑和較小的表面體積比。用40,、80和120 kPa壓力打印的藻酸鹽網格的顯微圖像,。D）打印速度對3D生物打印纖維特性的影響。較高的打印速度可以減小纖維直徑并提高表面體積比,。以250,、350和450 mm min-1的打印速度打印的藻酸鹽網格的顯微圖像。E）微球濃度對3D打印網格中纖維直徑的影響,。較高的微球密度增加了纖維直徑,。GlioMesh的顯微圖像印有1、3和6 mg mL-1的微球濃度,。每個數據點代表平均值±SD,，n =6。* p <0.005和** p <0.0005,。

研究人員總結說：“ GlioMesh證明TMZ持續(xù)釋放超過56天,，這避免了GBM患者經�,？诜�這種化療藥物的需要�,！� “ GlioMesh顯示了優(yōu)于游離TMZ的優(yōu)異細胞毒性作用,，這是因為該藥物可在治療過程中避免降解并保持GBM細胞自噬水平。

“此外,，與游離TMZ相比,，通過持續(xù)遞送TMZ可以實現更高程度的線粒體損傷�,？偠�言��,，GlioMesh通過減少化學療法的副作用，規(guī)避血腦屏障及相關挑戰(zhàn),，并為使用針對每個患者的聯合治療方法提供了更大的靈活性,，在GBM的管理方面具有廣闊的前景�,！�

編譯：3dprint.com