借助一臺改裝的MakerBot 3D打印機吐出的濕軟生物結(jié)構(gòu)，匹茲堡大學(xué)（PITT）和卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)（CMU）的研究人員們正準(zhǔn)備幫助醫(yī)生更好地完成乳房癌診斷。

　　據(jù)了解，匹茲堡大學(xué)醫(yī)療中心（UPMC）以及卡耐基梅隆大學(xué)的研究人員得到了美國國會指導(dǎo)下的國防部醫(yī)學(xué)研究項目的一筆為期兩年的80萬美元研究撥款，他們正在借助這筆資金，使3D打印機能夠復(fù)制乳腺導(dǎo)管（即連接乳頭與乳腺的管道）。在這樣做的時候，他們希望能發(fā)現(xiàn)某種生物標(biāo)志物——與疾病關(guān)聯(lián)的可測量特征——以更好地診斷哪種患有癌癥前期乳腺導(dǎo)管病變的患者將會發(fā)展為惡性的、可能危及生命的乳腺癌。

　　該項目的研究負(fù)責(zé)人之一，PITT外科助理教授Priscilla McAuliffe稱，只有20%到50%的非浸潤性腫瘤患者的腫瘤會本地化至乳腺導(dǎo)管——即乳腺導(dǎo)管內(nèi)原位癌（DCIS）——從而發(fā)展為惡性乳腺癌。

　　如果能夠識別出哪些婦女需要治療以及哪種不需要將會減少患者不必要的化療、手術(shù)和痛苦，McAuliffe說。這些治療手段往往會對患者的健康造成很大的傷害。

　　該項目的另外一位共同研究負(fù)責(zé)人，CMU的材料科學(xué)及生物醫(yī)學(xué)工程教授Adam Feinberg在2015年的時候曾經(jīng)在《Science Advances》雜志上發(fā)表過一篇論文，顯示使用一臺3D打印機來復(fù)制復(fù)雜軟組織結(jié)構(gòu)是可能的。而這次研究項目的目的之一就是通過3D打印機復(fù)制患者的乳腺導(dǎo)管，來獨立判斷其發(fā)展為浸潤性腫瘤的可能性。

　　根據(jù)McAuliffe的說法，這種對每位患者進(jìn)行風(fēng)險評估的能力將帶來革命性的后果。她說：“這已經(jīng)不是秘密，我們對DCIS患者進(jìn)行了太多的手術(shù)。”

　　“基于這項研究的結(jié)果，我們希望能夠找到生物標(biāo)志物，然后用它來為患者進(jìn)行風(fēng)險分級。”McAuliffe說。但是在將這些生物標(biāo)記物用于手術(shù)決策之前，還需要進(jìn)行隨機臨床試驗，McAuliffe說，這將是一個長期的目標(biāo)。

　　當(dāng)然，所有這一切的基礎(chǔ)是發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)志物，這就要求具有完全可控的現(xiàn)實模型系統(tǒng)，F(xiàn)einberg說。而這正是3D打印技術(shù)可以大顯身手的地方，即3D打印出一個獨立的乳腺導(dǎo)管組織。

　　但是，F(xiàn)einberg稱，要3D打印乳腺導(dǎo)管，需要跨越的一個很大的障礙,就是這種組織經(jīng)常會在自身的重量之下崩潰。

　　“這些材料的最大挑戰(zhàn)是它們非常柔軟。”Feinberg說：“這導(dǎo)致它們很容易在自身的重量下崩潰。它們有點像果凍。一塊簡單的果凍放在那里是沒問題的，比如正方體，但是一旦你試圖用它制造復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)，結(jié)果就是四分五裂。”

　　為了解決這個問題，F(xiàn)einberg的團(tuán)隊開發(fā)出一種方法可以在可溶解的凝膠里打印軟組織。據(jù)天工社了解額，F(xiàn)einberg使用的設(shè)備包括一臺消費級的MakerBot 3D打印機。普通的MakerBot主要通過擠出機層積熔融的塑料來構(gòu)建對象，而Feinberg則精心設(shè)計了一個定制的擠出機，這個擠出機層積的卻是我們通常會在生物組織中看到的蛋白質(zhì)和其它分子。

　　值得一提的是，研究人員們還開源了他們設(shè)計的這款擠出機，任何人都可以通過美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）的網(wǎng)站下載并使用它。.

　　研究人員稱，如果最初的實驗揭示了浸潤性DCIS的生物標(biāo)記物的可能性，那么他們下一步就準(zhǔn)備將這些生物標(biāo)記物與患者的治療結(jié)果關(guān)聯(lián)起來。為此，研究人員可以充分利用Magee-Womens醫(yī)院豐富的乳房組織庫。這個組織庫中包含有關(guān)腫瘤遺傳學(xué)和導(dǎo)管結(jié)構(gòu)方面的信息，以及患者的結(jié)果。

　　除了發(fā)現(xiàn)更好的方法來診斷浸潤性DCIS之外，F(xiàn)einberg興奮的是生物打印將成為在實驗室里構(gòu)建現(xiàn)實模型系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)手段。

　　“在不太遙遠(yuǎn)的將來，這些生物3D打印機將成為標(biāo)準(zhǔn)的實驗室設(shè)備。”Feinberg說。“最終，我認(rèn)為我們將能夠用這些東西3D打印器官和進(jìn)行組織修復(fù)。盡管這還很遙遠(yuǎn)，但是它正在露出曙光。”