Исследователи из Университета науки и технологий Пхохана (POSTECH) разработали стенты, напечатанные на 3D-принтере, которые могут облегчить симптомы эзофагита у пациентов, проходящих лучевую терапию.

Созданные на основе биочернил, полученных из клеток горла, устройства, похожие на гантели, доказали свою способность уменьшать воспаление, вызванное терапией радиоактивным раком. Ученые считают, что их потенциальное лекарство от эзофагита также может быть загружено другими тканеспецифичными клетками и использоваться для лечения местных травм, таких как раны или ожоги в будущем.

«Эффективность [лучевой терапии] лечения снижается, если правильное питание не может быть обеспечено из-за боли», — объяснил Донг-Ву Чо, возглавлявший исследование. «Если имплантация пищеводного стента применяется клинически, мы ожидаем, что у пациентов будет лучший прогноз и более высокое качество жизни».

postech scientists 3d print stents to combat radiation induced espophigitis in cancer patientsnbsp 3d printing industry 271316c Напечатанные на 3D-принтере стенты (на фото) команды POSTECH доказали свою способность уменьшать воспаление горла во время лабораторных испытаний in vitro. Фото из журнала Biomaterials.

Лечение побочных эффектов химиотерапии 

Хотя лучевая терапия часто может спасти жизнь больных раком, она часто вызывает у них и другие неприятные симптомы. Лучевой эзофагит — особенно неприятное последствие лечения, которое приводит к боли в горле и воспалению у пациентов, а в самых острых случаях даже к смерти.

По данным онкологической группы лучевой терапии (RTOG), это состояние также вызывает расстройства пищевого поведения у 25% пациентов, что продлевает их выздоровление. Несмотря на это, в настоящее время не существует лекарств от лучевого эзофагита, а такие методы лечения, как антибиотики и нутритивная поддержка, часто требуют перорального приема, что ограничивает их успех.

Хотя стенты иногда используются для лечения заболеваний пищевода, они могут вызывать рецидивирующую дисфагию и не лечат непосредственно воспаление. Чтобы бороться с этими побочными эффектами, ученые предположили, что гидрогель может быть загружен в биоразлагаемый стент, служащий для лечения пациентов, не вызывая дополнительного дискомфорта.

postech scientists 3d print stents to combat radiation induced espophigitis in cancer patientsnbsp 3d printing industry a0c161a Процесс 3D-биопечати ученых (на фото) включал вращающийся цилиндр и несколько экструдеров. Фото из журнала Biomaterials.

3D-печать радиационного стента

Чтобы быстро и легко изготавливать аддитивные стенты, исследователи применили систему «вращающегося стержня», оснащенную несколькими экструзионными головками. Во время процесса печатающие головки были загружены как биосовместимым полимером PCL, так и матриксом ECL, нагруженным клетками, и выдавлены на раму, которая должна была образовать резервуар устройства.

Наружная структура стента также имела поверхность с открытыми канавками, которая служила как однонаправленным путем высвобождения лекарства, так и «мостиком», укрепляющим его целостность. После того как команда загрузила в свои устройства 10–20 мкл гидрогеля, они сшили клетки и провели серию тестов на жизнеспособность in vitro.

Анализ микрофотографий SEM показал, что матрица ECM, созданная командой, имела плотную взаимосвязанную морфологию, необходимую для поддержания пролиферации клеток. Более того, когда ученые установили свой стент на иммортализованной модели человека, клетки пищевода продемонстрировали жизнеспособность клеток более чем на 90 процентов в течение 14 дней.

Затем были проведены дальнейшие тесты на лабораторных крысах, вызванных эзофагитом, на которых некоторые были оснащены дополнительным устройством, а другие — нет. Результаты показали, что нелеченные животные уменьшили потребление пищи, в то время как животные со стентом показали уменьшение воспаления и увеличили потребление пищи через 23 дня.

Хотя ученые признали, что между крысами и людьми могут быть «радиобиологические различия», они добавили, что в конечном итоге они вызвали желаемый терапевтический эффект. В результате команда считает, что их стент является как прямым средством лечения эзофагита, так и другими типами клеток, а также другими повреждениями, вызванными воспалением.

postech scientists 3d print stents to combat radiation induced espophigitis in cancer patientsnbsp 3d printing industry 34d96db Стенты, напечатанные на 3D-принтере, продемонстрировали способность стимулировать пролиферацию клеток во время исследований на лабораторных крысах. Изображение из журнала Biomaterials.

Борьба с дисфагией с помощью 3D-печати

В последние годы 3D-печать была принята несколькими исследователями в качестве средства устранения дискомфорта, связанного с дисфагией, у людей, страдающих различными заболеваниями.

Ученые из Технологического университета Сиднея (UTS) и Дикин университета, имеют 3D печататься блюда , которые являются как вкуснее и безопаснее , чтобы поесть для больных дисфагия. Используя пюре в качестве «чернил», команда смогла изготавливать продукты, которые больше походили на их обычные аналоги.

В другом месте исследователи из ирландского технологического института Атлона разработали таблетки , напечатанные на 3D-принтере , которые намного легче глотать. Команда использовала комбинированный процесс 3D-печати FFF и микролитьевого формования для разработки индивидуальных двухслойных таблеток, способных выделять лекарства в определенных количествах.

Точно так же британская фармацевтическая фирма FabRx разработала персонализированное лекарство для детей с редким метаболическим расстройством MSUD , напечатанное на 3D-принтере . Это пожизненное состояние требует, чтобы пациенты ежедневно принимали добавки, а таблетки, разработанные командой, могут производиться быстрее и эффективнее, чем обычные альтернативы.

Выводы исследователей подробно описаны в их статье под названием « Терапевтический эффект гидрогеля на основе децеллюляризованного внеклеточного матрикса при лучевом эзофагите с помощью 3D-печатного пищеводного стента ». Соавторами исследования были Дон Хон Ха, Сухун Чэ, Джэ Ён Ли, Чжэ Юн Ким, Чонбин Юн, Тугсе Сен, Сон У Ли, Хак Джэ Ким, Джэ Хо Чо и Дон Ву Чо.

Чтобы быть в курсе последних новостей о 3D-печати, не забудьте подписаться на информационный бюллетень индустрии 3D-печати, подписаться на нас в Twitter или поставить лайк на нашей странице в Facebook .

Вы ищете работу в индустрии аддитивного производства? Посетите раздел «Работа в 3D-печати», чтобы узнать о вакансиях в отрасли.

На представленном изображении показаны стенты команды POSTECH во время процесса 3D-печати. Фото из журнала Biomaterials.

Теги Атлонский технологический институт Университет Дикина Донг-Ву Чо FabRx Пхоханский университет науки и технологий Группа лучевой терапии Онкология Сиднейский технологический университет postech scientists 3d print stents to combat radiation induced espophigitis in cancer patientsnbsp 3d printing industry 51ccdea

Пол Ханафи

Пол — выпускник факультета истории и журналистики со страстью к поиску последних новостей в сфере технологий.


Источник