POSTECH科学家用3D打印支架对抗癌症患者的辐射诱发性食道

从研究者浦项工科大学（POSTECH）已开发的3D打印这样可以减轻食管炎的症状放疗的病人支架。 

该团队的哑铃状装置基于一种源自喉细胞的生物墨水，被证明能够减轻放射性癌症疗法引起的炎症。科学家认为，他们潜在的食道炎治愈方法也可能与其他组织特异性细胞相结合，并在将来用于治疗局部损伤，例如伤口或烧伤。 

“如果由于疼痛而无法提供适当的营养，则[放射疗法]治疗的效果将被否定，”负责这项研究的Cho Dong-Woo Cho解释说。“如果这种食道支架植入物在临床上得到应用，我们希望患者能够获得更好的预后和更高的生活质量。”

POSTECH团队的3D打印支架（如图所示）在体外实验室测试中能够减轻咽喉炎症。照片通过生物材料杂志。

治疗化学疗法的副作用 

尽管放射疗法通常可以成为癌症患者的救命疗法，但它经常使他们也遭受其他不适症状。放射性食管炎是该疗法特别令人讨厌的后遗症，可导致患者出现喉咙疼痛和发炎，在最严重的情况下甚至会导致死亡。 

根据放射治疗肿瘤学小组（RTOG）的说法，该疾病还导致25％的患者患有饮食失调症，延长了他们的康复时间。尽管如此，目前尚无放射性食管炎的治愈方法，并且诸如抗生素和营养支持的疗法通常需要口服剂量，这限制了它们的成功。 

尽管有时将支架用于治疗食道疾病，但它们可能导致反复的吞咽困难，并且不能直接治疗炎症。为了对抗这些不利影响，科学家提出了一种理论，即可以将水凝胶装载到可生物降解的支架中，以治疗患者而不会引起进一步的不适。 

科学家的3D生物打印过程（如图所示）具有一个旋转桶和多个挤出机。照片通过生物材料杂志。

3D打印防辐射支架 

为了快速，轻松地制造其增材支架，研究人员部署了配备多个挤出头的“旋转杆”系统。在此过程中，打印头要同时装有生物相容性PCL聚合物和充满细胞的ECL基质，然后挤出到框架上，以形成设备的容器。 

支架的外部结构还具有开放的凹槽表面，既可以用作单向药物释放通道，又可以起到增强其完整性的“桥”作用。一旦研究小组将10-20μl的水凝胶装载到设备上，他们便将细胞交联，并进行了一系列体外生存力测试。 

SEM显微照片分析表明，该团队的ECM基质具有支持细胞增殖所必需的致密，相互连接的形态。此外，当科学家在永生化的人类模型中部署其支架时，食管细胞在14天之内的细胞存活率超过90％。 

然后在由食管炎引起的实验大鼠上进行了进一步的测试，其中一些装有该团队的添加剂设备，而另一些则没有。结果显示，未经治疗的动物减少了进餐，而那些装有支架的动物则减少了发炎，并在23天后增加了食物摄入。 

尽管科学家们承认大鼠和人类之间可能存在“放射生物学差异”，但他们补充说，它们最终已诱导出所需的治疗效果。结果，研究小组认为他们的支架既可以直接治疗食道炎，又可以在装载其他类型的细胞以及其他基于炎症的损伤时使用。 

该团队的3D打印支架展示了在实验室大鼠评估过程中促进细胞增殖的能力。图片来自《生物材料》杂志。

使用3D打印与吞咽困难作斗争

近年来，一些研究人员已采用3D打印作为解决因吞咽困难而引起的各种疾病的一种方法。 

悉尼科技大学（UTS）和迪肯大学的科学家拥有3D打印的餐点，对于吞咽困难的患者来说既美味又安全。通过将泥食品用作“墨水”，该团队能够制造出看起来更像传统食品的食品。

在其他地方，爱尔兰阿斯隆技术学院的研究人员设计了3D打印的药丸，吞咽起来容易得多。该团队使用FFF 3D打印和微注射成型工艺相结合的方法，开发出能够释放特定量药物的定制双层片剂。

同样，英国制药公司FabRx也为患有罕见MSUD代谢障碍的儿童开发了3D打印的个性化药物。终生病情要求患者每天服用补充剂，与常规替代品相比，该团队量身定制的药丸可以更快，更有效地生产。