Badanie, w jaki sposób choroba powoduje przerzuty przy użyciu realistycznego środowiska nowotworowego stworzonego przy użyciu technologii 3D Jet Writing

Oczywiście, nie jest łatwo próbować leczyć raka, a badania pokazują, że najczęściej rak zabija z powodu tego, jak przerzutuje lub rozprzestrzenia się w ciele osoby. Trudność polega na tym, że nie jest w stanie eksperymentować z przerzutami, aby zobaczyć, co można zrobić, aby powstrzymać rozprzestrzenianie się raka.

Ale teraz naukowcy z Purdue University lepiej rozumieją, jak rak przerzutuje, dzięki asystent inżyniera biomedycyny w Lucie Solorio wykonany z materiału polimerowego. Środowisko to może również zapewnić naukowcom i lekarzom lepszy sposób przewidywania, czy i w jaki sposób niektóre leki mogą powstrzymać rozprzestrzenianie się raka.

Zazwyczaj jest to część historii, w której powiem, że drukowanie 3D grało główną rolę w rozwoju tego środowiska raka polimerów. Chociaż jest to zgodne z prawdą, praca Solorio wymagała technologii, która mogłaby zapewnić jeszcze większą dokładność

Solorio wyjaśnił: "Potrzebujemy znacznie lepszej rozdzielczości niż ta, którą może stworzyć drukarka 3D."

Były inne badania, w ramach których badacze stworzyli kontrolowane, podobne do nowotworów środowisko z drukowaniem 3D, ale te repliki nie były wystarczająco realistyczne w celu dokładnego badania przesiewowego. Zamiast tego, Solorio i jego zespół badawczy używają technologii znanej jako pismo 3D do tworzenia środowisk raka replik.

Naukowcy z Purdue opracowali urządzenie do pisania 3D, które jest formą elektroprzędzenia. W tej metodzie używa się elektrycznie naładowanej strzykawki, która zawiera roztwór polimeru, aby wywinąć włókna z tego roztworu i umieścić je na płytce w celu zbudowania trójwymiarowej struktury rusztowania ułatwiającej pracę komórki.

Solorio i naukowcy z Purdue niedawno opublikowali artykuł na temat ich pracy nad strumieniem 3D, zatytułowany "Pisanie 3D Jet: funkcjonalne mikropłyki oparte na architekturach rusztowania mozaikowego", w czasopiśmie Advanced Materials.

Te wstępne opublikowane wyniki oparte są na Solorio's pracować w ramach zespołu w Biointerfaces Institute Uniwersytetu Michigan; skończył pisać gazetę i ukończył analizę danych, gdy był na wydziale Purdue.

Streszczenie brzmi: "Nadejście adaptacyjnych technik produkcyjnych wspiera wizję komórkowych materiałów instruktażowych, które naśladują tkanki biologiczne. Napis 3D jet, zmodyfikowany proces elektroprzędzenia opisywany tutaj, daje struktury 3D z niespotykaną precyzją i rozdzielczością oferującą konfigurowalne porygeometrie i skalowalność do ponad kilkudziesięciu centymetrów. Te rusztowania wspierają ekspansję 3D i różnicowanie ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych in vitro. Implantacja tych konstruktów prowadzi do gojenia się krytycznych ubytków kostnych in vivo bez egzogennych czynników wzrostu. Po zastosowaniu jako docelowe miejsce przerzutowania u myszy, krążące komórki nowotworowe trafiają do środowiska osteogennego symulowanego na rusztowaniach 3D do pisania odrzutowego, pomimo wszczepienia w nieprawidłowo anatomicznym miejscu. Poprzez pisanie odrzutowe 3D, powstaje mozaikowa mikrotunkcja, która służy jako wszechstronna platforma do hodowli komórek 3D w szeregu zastosowań biomedycznych, w tym w medycynie regeneracyjnej, biologii raka i biotechnologii komórek macierzystych. "

Do tej pory zespół stworzył model struktury pisemnej 3D z urządzeniem, które było w stanie narysować komórki nowotworowe do miejsc wewnątrz myszy, gdzie rak normalnie się nie pojawia. Dowodzi to, że autor nagrywarek 3D jest w stanie stworzyć realistyczne środowisko nowotworów, które pewnego dnia pomoże lekarzom lepiej zrozumieć, jak rozprzestrzenia się rak.

Inne badania, które Solorio ukończył, mają, według Purdue'a, "zwiększone komórki rakowe w próbkach ludzkich w celu lepszej analizy i utrzymywania receptorów na tych komórkach, które leki będą musiały znaleźć. "

Solorio wyjaśnił:" Idealnie, moglibyśmy użyć naszego systemu jako bezstronnej platformy przesiewowej dla leków, gdzie moglibyśmy przesiać tysiące związki, miejmy nadzieję, uzyskaj dane w ciągu tygodnia i wróć do lekarza, tak aby wszystko było w odpowiednim czasie. "

Współautorami artykułu są Jacob H. Jordahl, Solorio, Hongli Sun , Stacy Ramcharan, Clark B. Teeple, Henry R. Haley, Kyung Jin Lee, Thomas W. Eyster, Gary D. Luker, Paul H. Krebsbach i Joerg Lahann.