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浙江省人民醫院/浙江大學團隊：智能感知并靶向乳腺癌復發的新型3D打印乳房假體

時間：2024-10-16 08:55 來源：EFL生物3D打印與生物制造作者：admin 閱讀：次

乳腺癌是全球女性中最常見的癌癥，約占新發女性惡性腫瘤的30%，并且是癌癥患者的第二大致死原因（11.6%）。乳腺癌的主要治療方式是手術，包括全乳切除和保乳切除。乳房重建通常用于術后恢復乳房的形狀。當患者因供區損傷而拒絕使用自體組織瓣時，硅膠假體成為唯一的重建選擇。然而，即使是最新的硅膠假體，主要也是為全乳切除患者設計的。對于接受部分乳房切除（例如切除三分之一乳房）的患者，外科醫生通常只能將剩余的組織縫合，這往往導致不理想的外觀。迄今為止，市場上尚無適合部分乳房切除的假體。近年來，3D打印作為一種增材制造技術，已被用于為患者定制特定的構造物，在為部分乳房切除患者提供個性化形狀假體方面展現出巨大潛力。然而，3D打印乳房假體的應用仍處于早期階段。同時，對于接受乳房重建的患者而言，局部復發是亟待解決的問題。接受保乳手術的患者，局部腫瘤復發率高達39%；即使接受術后輔助放療的治療，復發率也仍達到14%。而且，現有的成像技術也只能檢測出超過106個惡性細胞的腫瘤。因此，開發一種能夠精準感應腫瘤復發并釋放治療藥物，同時為患者提供個性化形態重建的新型假體，具有重要意義。

近日，浙江省人民醫院整形外科王吉副研究員團隊與浙江大學機械工程學院賀永教授團隊在Advanced Science發表了題為3D-Printed Breast Prosthesis that Smartly Senses and Targets Breast Cancer Relapse的原創性研究論文，共同開發了一種將3D打印個性化假體與可特異性響應腫瘤的治療性水凝膠相結合的創新型假體。該假體突破了傳統乳房假體的局限性，不僅能夠實現個性化形態重建，還可以特異性響應腫瘤復發，并通過釋放治療性藥物抑制腫瘤進展。個性化鏤空假體由具備良好打印性、機械穩定性和彈性的PEGDA-F127DA水凝膠制成，可在小鼠皮下組織中長期穩定存在，提供足夠的組織支撐功能。

特異性響應腫瘤的治療性水凝膠（RSL3@LIPO@GEL）由脂質體包裹的鐵死亡誘導劑RSL3（RSL3@LIPO）與腫瘤微環境（TME）中活性氧（ROS）響應的水凝膠組成。當腫瘤復發時，水凝膠可通過識別TME中的ROS，精準釋放RSL3。RSL3不僅能夠誘導腫瘤細胞發生鐵死亡，還通過調節免疫微環境，增加腫瘤浸潤的CD4+ T細胞、CD8+ T細胞及M1型巨噬細胞數量，減少M2型巨噬細胞，從而增強機體的抗腫瘤免疫應答。

圖1 個性化乳房假體的制備及其在乳房重建和復發治療中的應用

研究團隊通過優化PEGDA-F127DA水凝膠的配方和結構設計，制備了與乳房組織和商業化假體性能相似的個性化鏤空假體。該假體與ROS響應性水凝膠相結合，能夠在實現乳房重建的同時，對腫瘤復發進行監測和藥物釋放，提供一種集形態重建與腫瘤治療于一體的綜合性解決方案（圖1）。

圖2 PEGDA-F127DA的生物相容性和生物降解性

個性化鏤空假體由PEGDA-F127DA水凝膠經EFL品牌的DLP 生物3D打印機打印制成，具有與商業化假體表面相似的光滑形態。體內外實驗均驗證了其良好的生物相容性及穩定性（圖2）。

圖3個性化假體的特性

為最大化假體載治療性水凝膠的空間且賦予假體良好的支撐性，研究者們設計了具有不同直徑內柱的鏤空假體。通過力學測試的結果得出假體-A具有最接近商業假體的彈性模量，此外其在經過20個循環壓縮后仍具極佳的靈活性和可恢復性。隨后，體內實驗驗證了假體-A在植入小鼠皮下后，對小鼠無毒性作用，且49天后仍未發生明顯降解。這些結果表明假體-A不僅具有與商業化假體相似的力學特性，同時具有極佳生物相容性和穩定性（圖3）。

圖4 ROS響應性水凝膠（TSPBA-PVA）的特性

(責任編輯：admin)

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