日本研究人員使用3D打印醫(yī)學(xué)魚明膠進(jìn)行癌癥治療
魔猴君 行業(yè)資訊 1633天前
一組日本研究人員最近完成了一項納米醫(yī)學(xué)研究，發(fā)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(zhì)體阿霉素的研究結(jié)果”。通過試驗一種新的藥物輸送系統(tǒng)，他們報告了針對患者特定癌癥治療的新潛力。
材料科學(xué)的研究在廣泛的應(yīng)用中不斷擴(kuò)展。然而，生物打印是最令人興奮的技術(shù)之一，因為預(yù)計組織工程學(xué)將在未來十年左右的時間內(nèi)導(dǎo)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(tǒng)，多藥物輸送系統(tǒng)還是在改進(jìn)的支架中，生物打印都可以產(chǎn)生更強(qiáng)大的藥物輸送。在這里，由于研究人員將打印機(jī)墨水與冷魚明膠衍生物半合成魚明膠甲基丙烯?；?/span>F-GelMA）結(jié)合在一起，因此選擇用于藥物輸送的材料更加獨(dú)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?。?/span>
.乳腺癌
.膀胱癌
.卡波濟(jì)肉瘤
.淋巴瘤
.急性淋巴細(xì)胞白血病
盡管DOX用作廣譜藥物，但它也可能引起嚴(yán)重的心臟毒性。作為解決方案，聚乙二醇化脂質(zhì)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(zhǔn)，可用于靶向局部腫瘤。例如，這種類型的藥物輸送系統(tǒng)可能適合治療腦腫瘤。這組作者說：“聚乙二醇化脂質(zhì)體可以延長其在血液中的循環(huán)時間，導(dǎo)致它們在癌癥組織中的被動積累，這被稱為增強(qiáng)的通透性和保留作用?！?/span>
作者使用3D生物打印機(jī)開發(fā)了脂質(zhì)體貼片，可直接植入癌細(xì)胞中。
（a）魚明膠甲基丙烯酰基（F-GelMA）的合成。 （b）交聯(lián)的F-GelMA和含有PEG化脂質(zhì)體的羧甲基纖維素鈉（CMC）的混合凝膠。反應(yīng)方案是在以前的研究中準(zhǔn)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(xiàn)-GelMA）的水凝膠來捕獲載有DOX的聚乙二醇化脂質(zhì)體。魚明膠價格便宜，幾乎沒有個人或宗教限制?！?/span>
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(chuàng)建了一種具有較高粘度的生物墨水復(fù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)代表平均值±SD（n = 3）。
設(shè)計不同的3D幾何形狀：（a）圓柱，（b）圓環(huán)和（c）網(wǎng)格線。
作者使用CELLINK生物打印機(jī)注射器以三種不同的樣品形狀打印了補(bǔ)丁，因為作者測試了體內(nèi)的藥物釋放潛力。該團(tuán)隊意識到表面積，交聯(lián)密度，溫度和振蕩器速度會發(fā)揮作用，因此依靠更大的表面積來更快地釋放藥物。
補(bǔ)丁的打印條件
在試驗圓環(huán)面，網(wǎng)格線和圓柱狀樣品斑時，研究人員觀察到網(wǎng)格線型斑塊具有最大的持續(xù)釋放潛力。
脂質(zhì)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(shè)定為1分鐘。 （b）紫外線照射時間對藥物釋放的影響。網(wǎng)格對象用于此實驗。數(shù)據(jù)代表平均值±SD（n = 3）。
這些結(jié)果表明，CMC可用于調(diào)節(jié)打印機(jī)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(jié)果為制備包含脂質(zhì)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(jié)說。
