3D列印骨支架幫助了解腫瘤細胞如何增殖

據美國萊斯大學科學家介紹，藉助一種更加高級的支架結構，對骨癌治療藥物的檢測將變得更加簡單。

萊斯大學生物工程學家 Antonios Mikos 帶領研究團隊進一步改進了他們的3D 列印支架用來研究尤文肉瘤（一種骨癌）細胞如何應對刺激，特別是剪應力，當血液等黏性流體經過骨的時候會對腫瘤造成這種作用力。研究人員發現支架結構（天然的和人造的）對於腫瘤細胞表達幫助腫瘤生長的信號蛋白有實質影響。

支架上孔洞的大小和形狀以及支架的多孔性會影響細胞的黏附，改變介質和營養成分的滲透能力，影響細胞遷移。科學家們表示3D 列印技術幫助他們進一步模擬了真正的骨結構。

相關研究結果發表在美國化學學會期刊 ACS Biomaterials Science and Engineering 上。

據Mikos介紹支架本身就很特殊，列印出來的仿骨聚合物上包含了不同大小的孔洞能夠限制液體流通，對腫瘤細胞產生不同程度的剪應力。「我們想要在體外開發具有腫瘤實際複雜性的腫瘤模型，用於藥物檢測，因此為藥物開發提供一個平台，並降低相應成本。」Mikos 這樣說道。他指出通過不同的支架結構可以改變液體流過時造成的機械環境以及對腫瘤細胞施加的剪應力。

研究人員在列印的支架上接種了腫瘤細胞，隨後將其放在一個流體灌注反應器中來模擬生物環境下液體和組織產生的作用力。這種模擬比生長在培養皿中的細胞更接近實際情況。

研究人員發現腫瘤細胞在有液體流動的情況下增殖更快，並且當液體開始流動，生長在滲透性受到限制的最小孔洞中的細胞增殖能力更強。他們還發現在有液體流動的情況下腫瘤細胞會增加 IGF-1的合成，這種配體定位於尤文肉瘤細胞表面，該配體介導的信號途徑在化療抵抗中有重要作用。除此之外，孔洞的大小也會影響細胞對 IGF-1的合成。

研究人員推測剪應力和支架孔洞的聯合作用導致了蛋白合成的不同水平。他們計劃進一步改進他們的3D 列印方法繼續研究癌症轉移，檢測腫瘤對藥物的應答情況。