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《Nature Communications》: 3D生物打印多层脑血管导管,研究与血管几何结构相关的肿瘤外渗机制

《Nature Communications》: 3D生物打印多层脑血管导管,研究与血管几何结构相关的肿瘤外渗机制

  • 分类:资讯中心
  • 发布时间:2024-03-12 09:39
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【概要描述】该研究提出了一种新颖的方法,利用挤出式3D生物打印技术构建多层脑血管导管(MCC)模型,以模拟复杂的脑血管几何形状,并通过调节人工血管曲率来控制肿瘤细胞迁移率,从而研究脑细胞转移的病理生理机制。他们使用脱细胞基质和海藻酸盐作为生物墨水进行打印,阐明了循环肿瘤细胞和天然脉管系统之间的生物学和物理相互作用。这项研究有望为评估生物制药疗效和安全性提供新的技术方案,并为脑血管疾病的先进药学和医学研究做出贡献。

《Nature Communications》: 3D生物打印多层脑血管导管,研究与血管几何结构相关的肿瘤外渗机制

【概要描述】该研究提出了一种新颖的方法,利用挤出式3D生物打印技术构建多层脑血管导管(MCC)模型,以模拟复杂的脑血管几何形状,并通过调节人工血管曲率来控制肿瘤细胞迁移率,从而研究脑细胞转移的病理生理机制。他们使用脱细胞基质和海藻酸盐作为生物墨水进行打印,阐明了循环肿瘤细胞和天然脉管系统之间的生物学和物理相互作用。这项研究有望为评估生物制药疗效和安全性提供新的技术方案,并为脑血管疾病的先进药学和医学研究做出贡献。

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近日,韩国浦项科技大学机械工程系Dong-Woo Cho教授研究团队在《Nature Communications》上发表题为3D bioprinted multilayered cerebrovascular conduits to study cancer extravasation mechanism related with vascular geometry的研究论文,提出了一种通过调节人工血管曲率来控制肿瘤细胞迁移率从而研究脑细胞转移过程中的病理生理机制。

原文链接:

https://doi.org/10.1038/s41467-023-43586-4

 

 

  研究简介  

 

脑血管由高度复杂的结构组成,促进血液灌注,以满足大脑的高能量需求。它们的几何复杂性改变了脑内循环肿瘤细胞的生物物理行为,从而影响脑转移。然而,原生脑血管微环境的再现显示血管几何形状和转移性癌症发展之间的连续性尚未完成。本研究在水浴进行挤出式3D生物打印,将含有脑细胞的离子交联水凝胶打印出3层的脑血管导管,其中每一层的导管具有不同的曲率。通过研究发现,脑肿瘤细胞倾向于黏附在大曲率的血管导管上,这表明在低速和管壁剪切应力下延长肿瘤停留时间会加速转移潜力的分子特征。这些发现为驱动脑转移的潜在机制提供了见解,并促进了药物和医学研究的未来进展。

 

 

1体外脑转移模型开发示意图

 

 

 

2 混合脑源性细胞外基质(BdECM)生物墨水的流变学、理化和生物学评估(比例尺:e:2 mm,f:500 μm,h:200 μm)

 

 

 

图3 水浴生物打印技术对多层脑血管导管进行几何控制的参数研究(比例尺:b-e:500 μm,f:2 mm) 

 

 

 研究结论 

该研究提出了一种新颖的方法,利用挤出式3D生物打印技术构建多层脑血管导管(MCC)模型,以模拟复杂的脑血管几何形状,并通过调节人工血管曲率来控制肿瘤细胞迁移率,从而研究脑细胞转移的病理生理机制。他们使用脱细胞基质和海藻酸盐作为生物墨水进行打印,阐明了循环肿瘤细胞和天然脉管系统之间的生物学和物理相互作用。这项研究有望为评估生物制药疗效和安全性提供新的技术方案,并为脑血管疾病的先进药学和医学研究做出贡献。

——END——

 

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