更溫和的治療方式,，用4D打印個(gè)性化“智能植入物”來治療乳腺癌

2023年8月31日,，南極熊獲悉,，英國貝爾法斯特女王大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種個(gè)性化4D打印植入物，用于管理和治療乳腺癌,。據(jù)稱,，這是首次將4D打印技術(shù)應(yīng)用于乳腺癌植入物的生產(chǎn)。

△4D打印的乳房植入物

4D打印本質(zhì)上是利用所謂的“智能材料”制造動(dòng)態(tài)的3D打印物體,，這些材料可以改變其特性和形態(tài),。這些變化可以通過編程和準(zhǔn)確預(yù)測來實(shí)現(xiàn)，并受到外部刺激（如pH,、溫度,、濕度、光或磁場的變化）的控制,。

利用這項(xiàng)技術(shù),，研究小組制造了多功能的乳房植入物,，可以通過編程改變其尺寸，以更好地適應(yīng)患者的組織腔,。這可以實(shí)現(xiàn)更大程度的個(gè)性化,，并改善美學(xué)效果。此外,，4D打印植入物還可以在需要的位置準(zhǔn)確釋放化療藥物,，以保護(hù)患者免受受影響區(qū)域癌細(xì)胞的復(fù)發(fā)。

貝爾法斯特女王大學(xué)藥學(xué)院生物制造和先進(jìn)制造系主任,、該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Dimitrios Lamprou教授評論道：“通過首次制造這些4D打印植入物,，手術(shù)后的乳腔可以用模仿乳房彈性的植入物覆蓋，并通過釋放一種化療藥物來更好地控制乳腺癌,，這種藥物可以遠(yuǎn)離腫瘤的復(fù)發(fā),。”

△該研究論文已發(fā)表在《Science Direct》雜志上,，題目為“用于乳腺癌管理的4D打印多用途智能植入物”（傳送門）

利用4D打印治療乳腺癌

乳腺癌是全球第二常見的癌癥,，每年有超過230萬例新病例，其中約30%的患者因該疾病而死亡,。

保乳手術(shù)是治療早期乳腺癌的主要方法,，但局部癌癥復(fù)發(fā)和乳腺組織損失通常與此治療方法相關(guān)。此外,，放射療法和全身療法的使用雖然提高了患者的生存機(jī)會(huì),，但也導(dǎo)致了更長的治療時(shí)間和不良反應(yīng)。貝爾法斯特女王大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)聲稱已經(jīng)開發(fā)出一種有吸引力的替代方法來取代這些方法,。

考慮到個(gè)體和腫瘤之間的異質(zhì)性,，研究人員認(rèn)為“以患者為中心的方法是治療乳腺癌的基礎(chǔ)”。這就是增材制造技術(shù)發(fā)揮作用的地方,。研究人員認(rèn)為,，4D打印提供了一個(gè)通過開發(fā)“智能植入物”來改善乳腺癌管理的機(jī)會(huì)。

研究團(tuán)隊(duì)使用Tinkercad 3D CAD設(shè)計(jì)工具和Cellink Bio X 3D生物打印機(jī),，使用羧甲基纖維素鈉鹽（CMC）和纖維素納米晶體（CNC）的混合物制造了乳房植入物,。植入物還裝載有阿霉素（DOX），一種常用的化療藥物,，可以以集中,、有針對性的方式輸送，以降低癌癥復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn),。

△空白植入物（頂部）和負(fù)載DOX的植入物

比化療更溫和的治理方案

負(fù)責(zé)植入物體外評估的藥學(xué)院博士Niamh Buckley解釋道：“化療在乳腺癌治療中起著至關(guān)重要的作用，但它也會(huì)帶來嚴(yán)重的副作用,。使用這種技術(shù)可以將藥物集中輸送到需要的地方,，有助于使治療更加有效和溫和,。”

△4D打印和處理過程

研究人員還指出,，可以使用磁共振成像（MRI）或計(jì)算機(jī)軸向斷層掃描（CAT）掃描來根據(jù)患者的需求定制植入物,。此外，一旦植入,，4D打印的“智能設(shè)備”可以根據(jù)患者的身體擴(kuò)展,，以更好地貼合。這種尺寸和形狀的變化是對患者間質(zhì)液（填充細(xì)胞之間間隙的液體）的反應(yīng),，從而為患者提供額外的個(gè)性化水平,。

由于尺寸小，這些乳房植入物價(jià)格實(shí)惠且易于制造,。因此,，它們可以在醫(yī)院為直接和個(gè)性化的治療做好準(zhǔn)備，降低成本并為患者提供更好的選擇,。這項(xiàng)研究反映了采用增材制造技術(shù)在治療期間和治療后幫助癌癥患者的日益增長的趨勢,。