便携式 3D 生物打印机加入抗癌斗争

研究人员已经开发出一种用于癌症研究的 3D 生物打印机，它可以折叠成随身携带的包装、运输，并且很容易重新组装以便在生物安全柜内进行打印。该技术可以快速、可重复地制造复杂的类肿瘤——类似于肿瘤组织的 3D 细胞培养物——以测试潜在的免疫疗法。

BioArm 是一种基于挤压的低成本生物打印机，可与成本低于 1,000 英镑的现有开源生物打印机相媲美。BioArm 小巧轻便（约 5 公斤），基于定制的打印头和可破解的机械臂。每个肿瘤的平均打印时间约为 90 秒。在机械臂运动期间，生物墨水——在这种情况下是一种载有细胞的水凝胶，其中包含模拟小鼠肿瘤的样本——从打印头中挤出，在培养皿上形成所需的 3D 软材料构造。

来自剑桥大学和伦敦国王学院 1 的跨学科研究团队研究了免疫细胞和重建的类肿瘤与癌症相关成纤维细胞 (CAF) 之间的相互作用，然后随后模拟了免疫治疗。

免疫疗法是一种癌症治疗形式，它使用人体的免疫系统来识别和对抗癌细胞。当涉及到用于治疗性测试的体外癌症建模时，人们正在努力模拟肿瘤微环境，其中还包括基本的间质成分——人体免疫反应的重要组成部分。

虽然动物模型经常用于评估癌症研究中的新治疗方法，但体外模拟肿瘤有助于减少未来动物模型的使用。由于其精确性和可重复性，3D 生物打印已被证明是一种有价值的工具，可帮助构建这种性质的体外癌症模型，但大多数现有的生物打印机难以移动或重新组装。

据研究人员称，相比之下，BioArm 设计为便于携带，便于存储和运输，并且可以在 15 分钟内组装和拆卸。

为了评估 BioArm 的 3D 打印区室类肿瘤是否可以作为药物发现管道的一部分应用于测试潜在疗法，研究人员使用活细胞成像和图像分析来研究免疫细胞迁移。这是在类瘤存在的情况下在 3D 胶原凝胶中进行的。高分辨率图像成功捕获了浸润 3D 打印肿瘤的免疫细胞，免疫疗法刺激的免疫细胞移动速度明显加快。

“BioArm 具有便携性和易用性，有可能使更广泛的研究社区能够使用 3D 生物打印，”共同第一作者 Yaqi Sheng 博士说。剑桥大学生物界面研究小组的学生。“这种生物打印机开辟了新天地；它可以轻松适应不同的工作环境，同时保持相对较高的准确性。现有的低成本和开源生物打印机尚未显示出其适应性、定制灵活性和生物相关性。”

该论文的第一作者、生物界面研究小组的研究助理 Corrado Mazzaglia 补充说：“生物打印的癌症模型模拟了真实肿瘤的 3D 异质性。BioArm 有潜力筛选多种肿瘤疗法，并可能在癌症药物检测方法的未来发展。”