3D 打印在抗擊乳腺癌中的應用

根據世界衛生組織 (WHO) 的數據，截至 2020 年底，在過(guò)去 5 年中，有 780 萬(wàn)活著(zhù)的女性被診斷出患有乳腺癌，使其成為世界上發(fā)病率最高的癌癥，也是癌癥死亡的主要原因之一在全世界的女性中。也有男性患有癌癥，疾病預防控制中心發(fā)現，每 100 名乳腺癌患者中就有 1 名是男性。尤其是在這些女性中，40% 的女性需要進(jìn)行乳房切除術(shù)，即部分或全部切除乳房以進(jìn)行恢復。然而，這些女性中只有大約 20% 選擇乳房再造（切除后重建乳房），盡管它經(jīng)常被推薦給患者。為了支持當前、過(guò)去和未來(lái)的乳腺癌患者，十月被指定為乳腺癌宣傳月。為此，我們決定看看 3D 打印可用于幫助對抗乳腺癌的不同方式，包括通過(guò)重建。您可以在下面找到我們的選擇，沒(méi)有特別的順序！

3D 打印在抗擊乳腺癌中的應用

 

來(lái)自德克薩斯大學(xué) MD 安德森癌癥中心的復制腫瘤

 

使用 3D 打印的一種創(chuàng )造性方式是在德克薩斯大學(xué)的 MD 安德森癌癥中心。當患者被告知他們的腫瘤時(shí)，很難理解他們真正的樣子，因為乳房 X 光照片只能提供二維視圖。這反過(guò)來(lái)又會(huì )使他們對選擇哪種治療感到困惑。MD Anderson 找到了解決方案，通過(guò) 3D 打印乳房和內部腫瘤的復制品。利用 3D 打印，放射科醫生 Elsa Arribas 和 Lumarie Santiago 開(kāi)始制作 3D 打印的個(gè)性化乳房模型，以更準確地說(shuō)明腫瘤。這有助于中心的醫生和患者了解他們的治療方案，它還可以在手術(shù)過(guò)程中用作 3D 指南，從而提高手術(shù)效率，減少并發(fā)癥。

3D 打印在抗擊乳腺癌中的應用

 

用于乳腺癌治療的 3D 打印 TPU“天線(xiàn)”

 

熱療是一種癌癥治療方法，將身體組織加熱到高溫，殺死和破壞癌細胞，同時(shí)保持正常組織完好無(wú)損。特別是微波乳房熱療是一種潛在的癌癥治療方法，其中使用電磁 (EM) 輻射提高乳房溫度。這種特殊的治療可能很困難，因為它通常使用對患者來(lái)說(shuō)不舒服的笨重、剛性的系統來(lái)完成。然而，Yusuku Makai、Sizian Li 和 Minyoung Suh 可能已經(jīng)找到了一種使用 3D 打印改進(jìn)它的方法。在他們的研究“用于可穿戴乳房熱療的 3D 打印熱塑性聚氨酯”中，研究人員認為，與使用傳統系統相比，3D 打印可穿戴天線(xiàn)會(huì )更勝一籌。

3D 打印在抗擊乳腺癌中的應用

Collplant 的植物性重組人膠原蛋白 (rhCollagen)

 

由于許多傳統的乳房重建程序依賴(lài)有限的人體尸體或動(dòng)物組織供應，因此CollPlant 創(chuàng )新的 3D 生物打印方法消除了這種供應限制，為更多患者提供了更廣泛的重建途徑。今年早些時(shí)候，CollPlant 和 3D Systems 達成了一項共同開(kāi)發(fā)協(xié)議，共同生產(chǎn)一種 3D生物打印軟組織基質(zhì)產(chǎn)品，該產(chǎn)品能夠通過(guò)使用基于 rhCollagen 的生物墨水配方促進(jìn)細胞浸潤和增殖。這種組織再生將不良免疫反應的風(fēng)險降至最低。由于源自植物，rhCollagen 還提供卓越的安全性，同時(shí)滿(mǎn)足植入手術(shù)的機械要求。

3D 打印在抗擊乳腺癌中的應用

 

3D 打印載藥乳房假體

 

來(lái)自中國多家醫療機構的科學(xué)家團隊聯(lián)手開(kāi)展了局部化療乳腺癌治療的研究。傳統化療以??大劑量給藥，會(huì )導致脫發(fā)、貧血和惡心等毒副作用。研究人員團隊利用 3D 打印技術(shù)設計了一種含有紫杉醇 (PTX) 和多柔比星 (DOX) 藥物的假體，以防止乳腺癌相關(guān)手術(shù)后惡性腫瘤的復發(fā)和轉移。藥物釋放表明，含有PTX和DOX微球的3D打印假體能夠連續釋放藥物超過(guò)3周，其中抑制了癌癥復發(fā)閾值，并且顯著(zhù)降低了副作用。雖然這項研究是在老鼠身上進(jìn)行的，

3D 打印在抗擊乳腺癌中的應用

 

Lattice Medical 的 MATTISSE 生物假體

 

自 2017 年在里爾成立以來(lái)，初創(chuàng )公司 Lattice Medical 已籌集了 230 萬(wàn)歐元。使其能夠開(kāi)發(fā)用于乳房重建的創(chuàng )新應用的資金。該公司開(kāi)發(fā)了一種名為 MATTISSE 的生物假體，以提供硅膠假體的替代品，硅膠假體需要每 10 年進(jìn)行一次手術(shù)。MATTISSE 生物假體由可吸收材料制成，通過(guò) 3D 打印完美適應患者的形態(tài)。與硅膠假體不同的是，由于它是可吸收的，因此只需要進(jìn)行一次手術(shù)。為了設計生物假體，這家年輕的公司受到加萊蕾絲特性的啟發(fā)，并使用 3D 打印圓頂作為細胞生長(cháng)的指南。這就是 MATTISSE 生物假體的主要優(yōu)勢之一——它們允許自然重建，因為它可以再生患者自身的脂肪組織。在生產(chǎn)假肢的過(guò)程中，萊迪思醫療使用FDM 技術(shù)。

3D 打印在抗擊乳腺癌中的應用

 

修形

 

Healshape 于 2020 年 1 月在里昂成立，是一家專(zhuān)門(mén)從事通過(guò)生物打印進(jìn)行乳房重建和隆胸的生物醫學(xué)初創(chuàng )公司。與 Lattice Medical 類(lèi)似，它提供完全定制的生物假體，由墨水生物打印而成，可促進(jìn)每位女性組織的再生。該假體是可吸收的，由天然仿生材料設計而成。植入后，醫生可以通過(guò)進(jìn)行脂肪填充來(lái)注射患者自己的細胞。因此，只需要一次操作。然后這些細胞將采用生物假體的形狀，并能夠重建乳房組織。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的工作，假體將能夠自我吸收，只留下患者自己的細胞，然后應該能夠恢復他們的乳房。

3D 打印在抗擊乳腺癌中的應用

 

我的反射

 

新西蘭公司 myReflection 依靠 3D 掃描來(lái)開(kāi)發(fā)定制的乳房假體。原理很簡(jiǎn)單：每位患者前往該品牌的一個(gè)中心，其中一名顧問(wèn)將使用便攜式 3D 掃描儀對乳房進(jìn)行掃描。完成 3D 模型后，團隊在 PLA 中 3D 打印原型外殼，以檢查假肢的形狀、配合和尺寸。如果患者同意，則可以開(kāi)始制造假肢（它不是 3D 打印的）。目前，myReflection 僅在新西蘭提供；計 613 新西蘭元（約 370 歐元）用于掃描和測試階段以及 3 個(gè)假肢。

3D 打印在抗擊乳腺癌中的應用

 

分離侵襲性癌細胞

 

赫羅納大學(xué)的一個(gè)研究小組成功地使用 3D 打印來(lái)分離導致女性患乳腺癌的細胞。具體來(lái)說(shuō)，他們制作了稱(chēng)為支架的微小 3D 矩陣，可以復制人體的組織和纖維。在BCN3D Cura軟件和巴塞羅那制造商的Sigma 3D打印機的幫助下，他們測試了各種參數，為研究創(chuàng )建了最佳模型。他們制作了每種配置的 10 個(gè)副本，以查看哪種幾何形狀最好地分離干細胞，哪些是導致復發(fā)的細胞。通過(guò)成功分離這種癌癥亞型的干細胞，研究人員將能夠更好地研究它們，以找到導致腫瘤的生物標志物，并能夠用藥物靶向它們。

3D 打印在抗擊乳腺癌中的應用

 

Fraunhofer IPT 和 BellaSeno——一種帶有自體組織的乳房植入物

 

Fraunhofer IPT 與總部位于萊比錫的 BellaSeno 公司一起致力于開(kāi)發(fā)自動(dòng)化生產(chǎn)系統，該系統未來(lái)將使用具有聚合物結構的自體組織制造乳房植入物。在該項目中，兩家公司將他們在 3D 打印方面的專(zhuān)業(yè)知識與機械、電子、測量技術(shù)和軟件領(lǐng)域的知識相結合。這種新方法有望給許多女性帶來(lái)希望——因為傳統的植入物通常會(huì )引起身體的防御反應，從而給患者帶來(lái)額外的健康風(fēng)險。在 BellaSeno 的 3D 打印聚己內酯植入物的情況下，據說(shuō)植入材料在兩年內被身體完全降解，乳房將再次由身體自身的細胞組成。由于生產(chǎn)設施，還應該可以更有效地以更低的成本制造植入物，這將使更多的女性能夠接受手術(shù)。然而，植入物獲得批準還需要幾年的時(shí)間。兩家公司希望在未來(lái)幾年內擁有該工廠(chǎng)的第一個(gè)工業(yè)原型。

3D 打印在抗擊乳腺癌中的應用

 

牙山醫療中心 – 3D 打印乳房模板

 

借助 3D 打印的乳房模板，醫生現在可以更好地準備腫瘤切除手術(shù)。該項目的背后是牙山醫學(xué)中心的一個(gè)研究團隊，由安世鉉教授、高范錫副教授和金南庫助理教授領(lǐng)導。他們說(shuō)，在模板的幫助下，患者的乳房可以使用 3D 打印進(jìn)行復制，并被醫生用于手術(shù)。整個(gè)過(guò)程是這樣的：首先，對乳房和腫瘤進(jìn)行建模。然后，將腫瘤的形狀垂直投影在表面上，并使用 3D 打印機打印乳房模型。手術(shù)當天對患者進(jìn)行麻醉后，將乳房模板3D導乳器放置在有腫瘤的乳房上，準確標記手術(shù)部位。Ko Beom-seok副教授解釋如下，“使用 3D 乳房模板的乳腺癌手術(shù)可確保精確的手術(shù)切除邊緣，通過(guò)減少再次手術(shù)和復發(fā)率并實(shí)現整體改善的美容效果來(lái)盡可能多地保留乳房。”

3D 打印在抗擊乳腺癌中的應用  

Plcoskin – 帶有 PCL 的 3D 打印乳房植入物

 

在歐盟委員會(huì )和歐洲研發(fā)網(wǎng)絡(luò )“Eureka”的支持下，未來(lái)幾年將使用 3D 打印開(kāi)發(fā)新的乳房植入物。該項目由韓國生物技術(shù)初創(chuàng )公司 Plcoskin 領(lǐng)導。延世大學(xué)和荷蘭醫療器械制造商 LipoCoat 也有望為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)貢獻他們的專(zhuān)業(yè)知識。目標是共同開(kāi)發(fā)可生物降解的基于 PCL 的乳房植入物。因此，植入物將使用 PCL 進(jìn)行 3D 打印，并使用 LipoCoat 的專(zhuān)利生物涂層技術(shù)預先涂上 PCL 膠原蛋白和脂質(zhì)膜。這種方法有望降低植入物的感染率，并減少手術(shù)后患者的不適感。該項目將在未來(lái)幾年內獲得 170 萬(wàn)美元的補貼。