乳腺癌患者的3D打印
魔猴君 知識堂 11天前
女性是患乳腺癌的主要危險因素。盡管男性也會受到影響（每年約占病例的1%），但到2022年，乳腺癌仍然是女性中最常見的癌癥。據(jù)世界衛(wèi)生組織稱，平均有十二分之一的女性一生中會患乳腺癌，與工業(yè)化地區(qū)相比，發(fā)展中國家的死亡率更高。2022年，全球有230萬名女性被確診，67萬人死亡。乳腺癌的特點(diǎn)是異常細(xì)胞不受控制地增殖，如果不及時治療就會擴(kuò)散。
因此，早期發(fā)現(xiàn)和有關(guān)可用治療方法的信息對于減少這些數(shù)字至關(guān)重要。這就是為什么10月被指定為乳腺癌宣傳月，10月19日是世界乳腺癌日。在此期間，世界各地的意識、預(yù)防和治療舉措不斷增加。此外，越來越多的公司和研究機(jī)構(gòu)正在致力于新技術(shù)的開發(fā)，以改善對患有這種癌癥的女性的護(hù)理，包括使用3D打印。以下是一些當(dāng)前3D打印應(yīng)用于乳腺癌治療的項(xiàng)目示例。
CollPlant和Stratasys的再生植入物
許多乳房重建手術(shù)通常依賴于來自人類或動物尸體的有限數(shù)量的捐贈組織。CollPlant提供的3D生物打印創(chuàng)新技術(shù)克服了這一限制，為更多患者提供了乳房重建的機(jī)會。今年，CollPlant與Stratasys合作啟動了再生乳房植入物的臨床前研究。通過將Stratasys的Origin系統(tǒng)與CollPlant的rhcollagen生物素相結(jié)合，將對這些植入物進(jìn)行測試，看看它們是否能夠再生天然乳房組織而不引起免疫反應(yīng)。CollPlant已經(jīng)注意到3D植入物具有良好的血管化和結(jié)締組織生長。此次合作的結(jié)果將于2025年第二季度揭曉。
圖片來源：Stratasys
法國MATTISSE假肢
總部位于里爾的Lattice Medical公司經(jīng)過六年的研究，鞏固了其作為創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者的地位，擁有12項(xiàng)專利。她開發(fā)了MATTISSE，一種結(jié)合了3D打印、先進(jìn)生物材料和組織工程技術(shù)的乳房生物假體。該裝置不僅能達(dá)到理想的體積和形狀，而且有利于乳房組織的再生。MATTISSE采用可吸收生物材料增材制造制成，可促進(jìn)自體脂肪組織的再生。一旦植入，假體就會自然融入體內(nèi)，在六個月內(nèi)允許組織再生，之后它會完全溶解，不會留下任何殘留物。要了解有關(guān)Lattice Medical的活動及其在乳腺癌治療中使用3D打印的更多信息，請查看我們的獨(dú)家采訪：
治愈形狀
Healshape于2020年1月在里昂成立，是一家生物醫(yī)學(xué)初創(chuàng)公司，專門從事利用生物打印進(jìn)行乳房重建和隆胸。該公司的目標(biāo)是“為每個女性開發(fā)自然的乳房重建解決方案”，解決220萬被診斷患有乳腺癌并需要乳房切除術(shù)的女性中40%的問題（2020年）。與Lattice Medical一樣，它提供了一種完全個性化的生物假體，稱為UR SHAPE，它是一種“100%天然基質(zhì)，由生物來源材料（可3D打印）組成，并且可吸收”，這要?dú)w功于使用了促進(jìn)每位女性組織再生的墨水。一旦植入，醫(yī)生可以通過脂肪填充注射患者自己的細(xì)胞。因此只需要進(jìn)行一次操作。然后，這些細(xì)胞將采用生物假體的形狀，并能夠重建乳房組織。經(jīng)過幾個月的工作后，假體將能夠自行重新吸收，只留下患者自己的細(xì)胞，然后這些細(xì)胞應(yīng)該能夠返回到他們的乳房。2023年，該公司宣布與法國盧瓦爾河地區(qū)的西部癌癥研究所建立合作伙伴關(guān)系。
分離侵襲性癌細(xì)胞
赫羅納大學(xué)的一個研究小組成功分離出導(dǎo)致女性乳腺癌的細(xì)胞。他們3D打印了稱為支架的微小矩陣，可以復(fù)制人體的組織和纖維。他們使用BCN3D Cura軟件和巴塞羅那制造商的Sigma 3D打印機(jī)測試了不同的參數(shù)，以便為研究創(chuàng)建最佳模型。他們對每種結(jié)構(gòu)制作了10個副本，以了解哪種幾何形狀能夠最好地分離導(dǎo)致復(fù)發(fā)的干細(xì)胞。通過分離干細(xì)胞，研究人員將能夠更好地研究它們，找到導(dǎo)致腫瘤的生物標(biāo)志物，并用藥物靶向它們。
照片來源：BCN3D
BellaSeno創(chuàng)新推出用于乳房重建的可吸收3D植入物
BellaSeno是醫(yī)療植入物3D打印領(lǐng)域的德國先驅(qū)，正在開發(fā)通過3D打印制造的用于骨骼和軟組織重建的可吸收植入物。
今年，在圣地亞哥舉行的第93屆整形外科年度會議上，BellaSeno展示了其臨床試驗(yàn)的初步結(jié)果。數(shù)據(jù)顯示，與單獨(dú)的脂肪移植相比，其醫(yī)用級聚己內(nèi)酯（mPCL）支架實(shí)現(xiàn)了兩倍的乳房體積保留。這些支架還表現(xiàn)出最佳的安全性，沒有感染或壞死等并發(fā)癥。在這項(xiàng)研究中，19名患者在移除硅膠植入物后接受了充滿50%自體脂肪移植的mPCL乳房支架。12至24個月的隨訪顯示沒有重大并發(fā)癥。
與此同時，BellaSeno計(jì)劃于2025年在澳大利亞開設(shè)一家全自動化生產(chǎn)工廠。這家工廠專門從事醫(yī)療植入物的3D打印，每年將生產(chǎn)多達(dá)10萬個定制乳房支架，提供個性化的解決方案。
照片來源：貝拉塞諾
利默里克大學(xué)定制的3D打印乳房假體
愛爾蘭利默里克大學(xué)的研究人員宣布了他們認(rèn)為的“世界首創(chuàng)”：利用數(shù)字化和3D打印為接受過乳房切除術(shù)的女性打造定制的乳房假體。這項(xiàng)試點(diǎn)服務(wù)由利默里克大學(xué)(UL)快速創(chuàng)新中心、利默里克大學(xué)醫(yī)院(UHL)癥狀乳腺護(hù)理中心和私人Mater網(wǎng)絡(luò)的中西部放射腫瘤中心合作，希望能夠提高患者的生活質(zhì)量。乳腺癌幸存者。從本質(zhì)上講，接受過完整乳房切除術(shù)的女性將可以獲得完全個性化的假體，這些假體將在護(hù)理點(diǎn)現(xiàn)場制作，并且無論其形狀和大小如何，都將完美貼合剩余的乳房。雖然研究人員沒有具體說明使用了什么3D打印技術(shù)，但他們確實(shí)提到，這種治療方法希望解決缺乏“一刀切”方法（目前的標(biāo)準(zhǔn)）的問題。該項(xiàng)目還旨在在愛爾蘭各地提供定制假肢解決方案。
UL項(xiàng)目背后的團(tuán)隊(duì)（從左到右）：Emmajude Lyons，利默里克大學(xué)快速創(chuàng)新部門博士研究員；Lorraine Walsh博士，Mater Limerick Private Network放射腫瘤學(xué)顧問；Chwanrow Baban先生，利默里克大學(xué)醫(yī)院癥狀乳腺科普通乳腺和腫瘤整形外科顧問；以及快速創(chuàng)新部門首席研究員Kevin J O'Sullivan博士（圖片來源：利默里克大學(xué)）。
4D打印植入物能夠適應(yīng)身體并釋放藥物
貝爾法斯特女王大學(xué)(QUB)的一組研究人員使用Tinkercad和Celllink Bio在植入物中使用4D打印的好處不僅是美觀，還能夠在非常精確的位置逐漸釋放藥物。這種化療藥物（阿霉素或DOX）有助于患者防止癌細(xì)胞復(fù)發(fā)。
照片來源：QUB
3D打印超聲波裝置可對抗乳腺癌
麻省理工學(xué)院的一組研究人員創(chuàng)造了一種3D打印設(shè)備，有望幫助對抗乳腺癌。該超聲波設(shè)備旨在實(shí)現(xiàn)乳腺癌的早期檢測。間期癌癥是醫(yī)生和患者關(guān)注的一個問題。這些腫瘤在定期乳房X光檢查之間生長迅速，并且比常規(guī)檢測到的腫瘤更具侵襲性。該研究的主要作者Canan Dagdeviren解釋說，他的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種設(shè)備，可以對高危人群進(jìn)行更頻繁的篩查?！癱USBr-Patch”是一種帶有開口的3D打印貼片，可以從不同角度對乳房進(jìn)行深度掃描和成像。該設(shè)備是使用Prusa i3 MK3S+3D打印機(jī)使用TPU和PLA創(chuàng)建的，連接到胸罩上，有助于對抗這些間期癌癥。
照片來源：麻省理工學(xué)院
ONEBra和3D打印乳腺癌后的胸罩罩杯
ONEBra是一家年輕的意大利公司，為乳腺癌后接受乳房切除術(shù)的女性提供解決方案。事實(shí)上，這種手術(shù)造成的乳房不對稱常常會給患者帶來額外的心理困難。因此，ONEBra開發(fā)了可定制、可3D打印的胸罩罩杯，可以適應(yīng)女性的生理機(jī)能。顧客可以在家掃描自己的身體并將圖像發(fā)送給公司，然后該公司會3D打印個性化胸罩罩杯并將其運(yùn)送到患者家中。由于采用增材制造，產(chǎn)品可以在短時間內(nèi)發(fā)貨，并且充分尊重個人隱私。
ONEBra的3D打印無檐小便帽采用HP MJF技術(shù)和TPU制成（照片來源：ONEBra）
ReConstruct Bio推進(jìn)自然乳房重建
ReConstruct Bio由哈佛大學(xué)Wyss研究所創(chuàng)立，利用該研究所開發(fā)的SWIFT 3D生物打印技術(shù)，專注于接受乳房切除術(shù)的女性的乳房重建和隆胸。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了生物植入物，這是一種由患者自身細(xì)胞制成的生物工程組織。該組織采用SWIFT方法打印，具有血管化特征，可促進(jìn)立即融入患者的血液網(wǎng)絡(luò)。通過使用患者自己的細(xì)胞，這種方法還降低了排斥和其他并發(fā)癥的風(fēng)險。據(jù)ReConstruct Bio稱，該技術(shù)比合成乳房植入物提供更好的效果，可應(yīng)用于乳房重建和隆胸，以及其他重建或美容手術(shù)。
脂肪組織內(nèi)血管通道的顯微圖像，在體外進(jìn)行生物打印并灌注四天。圖片來源：哈佛大學(xué)維斯研究所
Cellbricks打印的生物植入物
許多接受乳腺癌手術(shù)的女性選擇在手術(shù)后植入假體。傳統(tǒng)上，這些植入物是由硅膠制成的，但它們存在被身體包裹的風(fēng)險，需要在一段時間后將其移除。為了提供硅膠植入物的替代品，初創(chuàng)公司Cellbricks正在開發(fā)人體組織植入物。Cellbricks利用其獨(dú)特的生物制造技術(shù)，可以用人體細(xì)胞打印植入物，其中一些細(xì)胞直接來自患者。這種方法的成功依賴于生物墨水、多材料立體光刻生物打印工藝以及尖端軟件和技術(shù)的使用。
照片來源：Cellbricks
3D打印微型腫瘤可增強(qiáng)抗癌能力
萊頓藥物研究學(xué)術(shù)中心的研究人員在復(fù)制人體組織的環(huán)境中成功3D打印了微型腫瘤，以評估癌癥免疫療法的有效性。這些療法包括工程化T細(xì)胞、可以攻擊癌細(xì)胞的專門免疫細(xì)胞，以及使T細(xì)胞更容易定位和殺死腫瘤細(xì)胞的雙特異性抗體。
微型腫瘤的3D打印為研究人員提供了更真實(shí)的模型來研究免疫療法的相互作用。嵌入膠原凝膠中的微型腫瘤更好地模仿了人體腫瘤的行為。該團(tuán)隊(duì)使用3D生物打印機(jī)將腫瘤細(xì)胞注入凝膠中，形成小型3D腫瘤，這些腫瘤會像在體內(nèi)一樣生長并侵入周圍環(huán)境。然后添加T細(xì)胞并使用自動顯微鏡進(jìn)行監(jiān)測。這種測試方法已經(jīng)證明了其有效性，使研究人員能夠識別有前途的抗體。此外，他們還與鹿特丹伊拉斯姆斯醫(yī)學(xué)中心的Reno Debets免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)室合作，測試治療三陰性乳腺癌的新受體。
東安格利亞大學(xué)及其乳房重建方法
東安格利亞大學(xué)(UEA)最近的研究正在研究如何使用3D打印來改善癌癥患者的乳房重建手術(shù)。該項(xiàng)目旨在在手術(shù)前使用患者乳房的3D掃描來創(chuàng)建定制模具，這有助于組織測量并在重建過程中優(yōu)化形狀和體積。這提高了操作的質(zhì)量和速度。這項(xiàng)研究的另一個方面涉及使用MRI數(shù)據(jù)來設(shè)計(jì)用可生物降解聚合物打印的個性化植入物。這些植入物將用于保乳手術(shù)，其中包括切除腫瘤，同時盡可能保留乳房的組織和形狀。然后，3D植入物將被插入體內(nèi)，并在注射患者自身的脂肪后逐漸降解。
圖片來源：東安格利亞大學(xué)
理光和SimBioSys聯(lián)合人工智能和3D打印治療乳腺癌
理光美國公司通過個性化醫(yī)療設(shè)備制造領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者Ricoh 3D for Healthcare與專門從事人工智能和計(jì)算建模的技術(shù)公司SimBioSys簽署了一項(xiàng)協(xié)議，共同探索治療乳腺癌的新技術(shù)。此次合作的重點(diǎn)是評估人工智能與先進(jìn)3D打印相結(jié)合的潛力，以改善乳腺癌患者的手術(shù)體驗(yàn)和個性化護(hù)理。在2024年4月舉行的美國乳腺外科醫(yī)生協(xié)會會議上，理光和SimBioSys展示了他們的第一個進(jìn)展，推出了乳腺癌的創(chuàng)新模型。盡管所使用技術(shù)的細(xì)節(jié)仍然保密，但此次合作有望為乳腺癌的治療和管理提供創(chuàng)新的解決方案。
照片來源：SimBioSys
ZULE提供3D打印乳房假體的替代品
去年10月，厄瓜多爾的ESPOL（Escuela Superior Politécnica del Litoral）啟動了ZULE項(xiàng)目，該項(xiàng)目使用3D打印來制造個性化的外部乳房假體。這項(xiàng)技術(shù)使得設(shè)計(jì)出完全適合每位患者解剖結(jié)構(gòu)的假肢成為可能，從而確保舒適性和自然的外觀。Gabriel Helguero教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種將數(shù)字化和3D建模相結(jié)合的流程，使每個假體不僅能夠與患者的尺寸相對應(yīng)，而且還能夠與疤痕相對應(yīng)。在該項(xiàng)目的演示過程中，強(qiáng)調(diào)了早期發(fā)現(xiàn)乳腺癌的重要性。ESPOL校長Cecilia Paredes還強(qiáng)調(diào)了這項(xiàng)以增材制造技術(shù)為指導(dǎo)的研究如何能夠改變生活并為患者的福祉做出貢獻(xiàn)。
圖片來源：ESPOL/Escuela Superior Politécnica del Litoral
編譯整理：3dnatives
