3D打印脑肿瘤的成像技术研究

恶性胶质瘤是复杂的，快速增长的恶性脑肿瘤，由各种类型的细胞组成。即使是积极的治疗，通常包括手术、辐射和化疗-胶质母细胞瘤很难治疗，平均存活时间为11-15个月。

在研究中，伦斯勒大学生物医学工程教授Xavier Intes加入了一个来自东北大学和西奈山伊坎医学院的多学科团队，展示了一种结合了生物打印和成像以一种经济有效的方式，更接近模拟人体内部发生的情况。“有必要了解胶质母细胞瘤的生物学和复杂性，”Intes说，他也是伦斯勒医学建模、模拟和成像中心(CeMSIM)的联合主任。“我们所知道的是，胶质母细胞瘤的构成非常复杂，这可能因人而异。”

为了创建3D肿瘤细胞模型，由东北大学生物工程副教授戴国浩领导的一个团队，用患者来源的肿瘤细胞制作了生物墨水，并将它们与血管一起打印出来。这种血管系统使打印出来的组织存活和成熟，使研究人员能够对其进行数月的研究。

生物打印的血管也为治疗药物提供了通过的通道——在这种情况下，是化疗药物替莫唑胺。在人体内，由于血脑屏障的存在，药物向胶质母细胞瘤细胞的输送尤其复杂。血脑屏障是一种细胞壁，它阻止大多数物质到达大脑。因为它可以更接近地复制这种障碍，该团队的方法提供了比直接注射疗法到细胞更准确的药物有效性评估。“这是生物打印中非常强大的独特部分，”Intes说。“这更接近于在活体中发生的情况。”

为了观察这种治疗方法是否对胶质母细胞瘤细胞起作用，Intes和他的团队开发了一种专门的技术，可以通过厚厚的有机玻璃容器在细胞水平上快速拍摄生物打印组织的图像并且尽可能少地使用光线，以免损伤细胞。Intes说:“我们开发了一项新技术，使我们可以深入到比荧光显微镜更深的地方。”“它让我们首先看到细胞是否在生长，然后看到它们对药物是否有反应。”

Intes说，这种技术可以让研究人员同时评估多种药物的有效性。然而，他指出，由于临床医生提供治疗的时间通常很短，因此研究特定疗法对个体肿瘤的有效性还不现实。