科学者らが個別化癌治療のためのマイクロ流体デバイスを3Dプリント

Antarctic Bearによると、マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者らは、生検した腫瘍組織を使った癌治療をシミュレートできる新しいマイクロ流体デバイスを3Dプリントしたという。 3D プリントされたデバイスは、臨床医が単回投与を行う前に、個々の患者がさまざまな治療にどのように反応するかをよりよく調べるのに役立つ可能性があります。

人工腫瘍は、特定の種類の癌に対する薬剤をテストするためによく使用されます。しかし、これらのモデルは成長に数週間かかり、個々の患者の生物学的構成を考慮していないため、がん治療の有効性に大きく影響する可能性があります。

研究者らが開発したこの装置は、約1時間で3Dプリントでき、25セント硬貨よりわずかに大きいチップで、表面から3つの円筒形の「煙突」が立ち上がっている。チャンバーは、免疫療法薬や免疫細胞などの液体を注入および排出したり、不要な気泡を除去したりするために使用できるポートです。

重要な特徴は、生検組織の長期生存をサポートする新しい生体適合性樹脂の使用です。数か月にわたってさまざまな樹脂を試した後、研究者たちはついに Pro3dure GR-10 を発見しました。これは主に歯ぎしりを防ぐマウスガードの製造に使用されます。

この素材はガラスとほぼ同じ透明度を持ち、表面の欠陥がほとんどなく、非常に高い解像度で印刷できます。そして重要なことに、研究者たちはそれが細胞の生存に悪影響を与えないことを発見した。研究チームは樹脂の細胞毒性試験を実施した。 96 時間後も、材料内の細胞は依然として活動していました。

「他の樹脂材料で印刷すると、細胞を破壊して死滅させる化学物質が放出されますが、今回はそうはなりませんでした」と、マイクロシステム技術研究所の研究員、ルイス・フェルナンド・ベラスケス・ガルシア氏は語る。「私の知る限り、このレベルの不活性さ、つまり素材が存在しないかのような不活性さに近い印刷可能な素材は他にありません。」

この実験で、研究者らは腫瘍の断片を生かしたまま維持し、組織の生存能力を監視できることを示した。研究者らは、3Dプリントされたデバイスは製造が簡単で安価であるため、すぐに臨床現場に導入できる可能性があると述べている。

「もし誰かががんを患っているなら、私たちの装置で少しの組織を採取し、腫瘍を生かしたまま、同時に複数の検査を行って、患者の生物学的構成に最も適したものを見つけ出すことができます。そして、その治療を患者に施すのです。」

(i): TAP デバイスの半透明 3D 概略図。(ii): バブルトラップの構造を示す TAP デバイスの断面概略図。(iii): 培養培地とリンパ球の入口 (A)、閉じ込められた空気を排出するためのバブルトラップポート (B)、腫瘍捕捉領域 (C)、およびデバイス出口 (D) を示す TAP デバイスの上面図。(iv): 入口チャネルと出口チャネルを備えた腫瘍捕捉領域のクローズアップを示す半透明 3D 概略図 (腫瘍捕捉ポケットはチャネルの平面より下まで伸びていることに注意)。
有望な応用例の 1 つは、特定の薬剤を使用して患者の免疫系を強化し、がんと闘うための新しい治療法である免疫療法のテストです。

「免疫療法は、がん細胞の表面にある分子マーカーを標的とするように特別に設計されています」とベラスケス＝ガルシア博士の研究グループのアシュリー・ベックウィズ博士は言う。「これにより、治療ががん細胞に直接攻撃を仕掛け、健康な組織への悪影響を抑えることができます。しかし、がん細胞はそれぞれ独自の表面分子配列を発現するため、どの治療が誰に反応するかを予測することは困難です。私たちの装置は、患者の実際の組織を使用するため、免疫療法に最適です。」

次に研究者らは、腫瘍の断片が実際の治療にどのように反応するかをテストすることを目指している。

出典: 3Dプリンティングインテリジェンスネットワーク

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