IITH 3D打印微流体装置用于筛选口腔癌治疗药物

2024年9月23日，南极熊获悉，印度理工学院海得拉巴分校 (IITH) 近期开发了一种新型3D打印微流体装置，用于功能性药物测试 (FDT)，以筛选口腔癌药物的反应。这项创新研究旨在帮助科学家在患者服用药物之前测试其对不同药物组合的反应，从而实现个性化治疗。

△IITH创建的3D打印微流体装置

技术研发背景

随着微流体技术在癌症药物筛选中的应用不断增长，功能性药物测试已成为个性化治疗的重要工具。然而，现有的微流体装置常面临制造复杂、缺乏肿瘤祖细胞、临床相关性不足以及单一药物测试等问题。为了解决这些挑战，IITH通过3D打印技术开发了一种动态微流体芯片。

△该研究已发布在《SpringerLink》期刊，题目为“3D 干细胞状芯片球体可用于口腔癌个性化组合药物检测”（传送门）

该微流体装置采用Formlabs的透明树脂制造，是培养口腔癌细胞的理想材料之一。研究团队从三名患者的活检样本中分离出肿瘤干细胞样细胞，并在微流体装置中培养形成球体。这些自聚集的癌细胞球体能够更真实地模拟体内不同肿瘤群体和状况，为药物筛选提供了重要依据。

△微流体装置设计和计算验证

3D打印微流体用于个性化组合药物筛选

新开发的3D打印微流体装置具有两层网络结构，其中包含用于混合药物组合的蛇形环和用于培养肿瘤球体的圆柱形微孔。这种设计使研究人员能够测试包括紫杉醇、5氟尿嘧啶和顺铂在内的三种口腔癌药物的七种组合。研究结果表明，肿瘤的分化状态对治疗反应有显著影响，某些药物组合对患者的治疗效果优于单一药物。

在参与研究的患者中，第一名患者的肿瘤球对所有药物组合表现出较高的耐药性，而其他患者则对特定药物组合或单一药物显示出积极反应。这一发现强调了个性化治疗的重要性，研究人员可以据此确定对每位患者最有益的药物组合。

△IITH完成的研究的图形表示

研究人员表示，尽管本研究提供了重要的初步结果，但尚未测试影响药物反应的其它细胞类型，且未调查药物在肿瘤球体中的吸收情况。因此，科学家们计划通过进一步的研究和更复杂模型的开发来克服这些局限性。

总的来说，这一创新的个性化微流体模型不仅为药物反应的验证提供了更坚实的基础，还能够有效捕捉患者之间的肿瘤异质性。这种设计有助于确定最有效的药物组合，解决治疗耐药性的问题，并揭示不同患者间在肿瘤球体形态、大小和氧含量上的差异。这些特征与每位患者的临床组织病理学报告密切相关，为口腔癌治疗的研究进展奠定了基础。