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乳腺癌患者的3D打印

女性是患乳腺癌的主要危险因素。尽管男性也会受到影响(每年约占病例的1%),但到2022年,乳腺癌仍然是女性中最常见的癌症。据世界卫生组织称,平均有十二分之一的女性一生中会患乳腺癌,与工业化地区相比,发展中国家的死亡率更高。2022年,全球有230万名女性被确诊,67万人死亡。乳腺癌的特点是异常细胞不受控制地增殖,如果不及时治疗就会扩散。

因此,早期发现和有关可用治疗方法的信息对于减少这些数字至关重要。这就是为什么10月被指定为乳腺癌宣传月,10月19日是世界乳腺癌日。在此期间,世界各地的意识、预防和治疗举措不断增加。此外,越来越多的公司和研究机构正在致力于新技术的开发,以改善对患有这种癌症的女性的护理,包括使用3D打印。以下是一些当前3D打印应用于乳腺癌治疗的项目示例。

CollPlant和Stratasys的再生植入物

许多乳房重建手术通常依赖于来自人类或动物尸体的有限数量的捐赠组织。CollPlant提供的3D生物打印创新技术克服了这一限制,为更多患者提供了乳房重建的机会。今年,CollPlant与Stratasys合作启动了再生乳房植入物的临床前研究。通过将Stratasys的Origin系统与CollPlant的rhcollagen生物素相结合,将对这些植入物进行测试,看看它们是否能够再生天然乳房组织而不引起免疫反应。CollPlant已经注意到3D植入物具有良好的血管化和结缔组织生长。此次合作的结果将于2025年第二季度揭晓。

图片来源:Stratasys

法国MATTISSE假肢

总部位于里尔的Lattice Medical公司经过六年的研究,巩固了其作为创新领导者的地位,拥有12项专利。她开发了MATTISSE,一种结合了3D打印、先进生物材料和组织工程技术的乳房生物假体。该装置不仅能达到理想的体积和形状,而且有利于乳房组织的再生。MATTISSE采用可吸收生物材料增材制造制成,可促进自体脂肪组织的再生。一旦植入,假体就会自然融入体内,在六个月内允许组织再生,之后它会完全溶解,不会留下任何残留物。要了解有关Lattice Medical的活动及其在乳腺癌治疗中使用3D打印的更多信息,请查看我们的独家采访:

治愈形状

Healshape于2020年1月在里昂成立,是一家生物医学初创公司,专门从事利用生物打印进行乳房重建和隆胸。该公司的目标是“为每个女性开发自然的乳房重建解决方案”,解决220万被诊断患有乳腺癌并需要乳房切除术的女性中40%的问题(2020年)。与Lattice Medical一样,它提供了一种完全个性化的生物假体,称为UR SHAPE,它是一种“100%天然基质,由生物来源材料(可3D打印)组成,并且可吸收”,这要归功于使用了促进每位女性组织再生的墨水。一旦植入,医生可以通过脂肪填充注射患者自己的细胞。因此只需要进行一次操作。然后,这些细胞将采用生物假体的形状,并能够重建乳房组织。经过几个月的工作后,假体将能够自行重新吸收,只留下患者自己的细胞,然后这些细胞应该能够返回到他们的乳房。2023年,该公司宣布与法国卢瓦尔河地区的西部癌症研究所建立合作伙伴关系。

分离侵袭性癌细胞

赫罗纳大学的一个研究小组成功分离出导致女性乳腺癌的细胞。他们3D打印了称为支架的微小矩阵,可以复制人体的组织和纤维。他们使用BCN3D Cura软件和巴塞罗那制造商的Sigma 3D打印机测试了不同的参数,以便为研究创建最佳模型。他们对每种结构制作了10个副本,以了解哪种几何形状能够最好地分离导致复发的干细胞。通过分离干细胞,研究人员将能够更好地研究它们,找到导致肿瘤的生物标志物,并用药物靶向它们。

照片来源:BCN3D

BellaSeno创新推出用于乳房重建的可吸收3D植入物

BellaSeno是医疗植入物3D打印领域的德国先驱,正在开发通过3D打印制造的用于骨骼和软组织重建的可吸收植入物。

今年,在圣地亚哥举行的第93届整形外科年度会议上,BellaSeno展示了其临床试验的初步结果。数据显示,与单独的脂肪移植相比,其医用级聚己内酯(mPCL)支架实现了两倍的乳房体积保留。这些支架还表现出最佳的安全性,没有感染或坏死等并发症。在这项研究中,19名患者在移除硅胶植入物后接受了充满50%自体脂肪移植的mPCL乳房支架。12至24个月的随访显示没有重大并发症。

与此同时,BellaSeno计划于2025年在澳大利亚开设一家全自动化生产工厂。这家工厂专门从事医疗植入物的3D打印,每年将生产多达10万个定制乳房支架,提供个性化的解决方案。

照片来源:贝拉塞诺

利默里克大学定制的3D打印乳房假体

爱尔兰利默里克大学的研究人员宣布了他们认为的“世界首创”:利用数字化和3D打印为接受过乳房切除术的女性打造定制的乳房假体。这项试点服务由利默里克大学(UL)快速创新中心、利默里克大学医院(UHL)症状乳腺护理中心和私人Mater网络的中西部放射肿瘤中心合作,希望能够提高患者的生活质量。乳腺癌幸存者。从本质上讲,接受过完整乳房切除术的女性将可以获得完全个性化的假体,这些假体将在护理点现场制作,并且无论其形状和大小如何,都将完美贴合剩余的乳房。虽然研究人员没有具体说明使用了什么3D打印技术,但他们确实提到,这种治疗方法希望解决缺乏“一刀切”方法(目前的标准)的问题。该项目还旨在在爱尔兰各地提供定制假肢解决方案。

UL项目背后的团队(从左到右):Emmajude Lyons,利默里克大学快速创新部门博士研究员;Lorraine Walsh博士,Mater Limerick Private Network放射肿瘤学顾问;Chwanrow Baban先生,利默里克大学医院症状乳腺科普通乳腺和肿瘤整形外科顾问;以及快速创新部门首席研究员Kevin J O'Sullivan博士(图片来源:利默里克大学)。

4D打印植入物能够适应身体并释放药物

贝尔法斯特女王大学(QUB)的一组研究人员使用Tinkercad和Celllink Bio在植入物中使用4D打印的好处不仅是美观,还能够在非常精确的位置逐渐释放药物。这种化疗药物(阿霉素或DOX)有助于患者防止癌细胞复发。

照片来源:QUB

3D打印超声波装置可对抗乳腺癌

麻省理工学院的一组研究人员创造了一种3D打印设备,有望帮助对抗乳腺癌。该超声波设备旨在实现乳腺癌的早期检测。间期癌症是医生和患者关注的一个问题。这些肿瘤在定期乳房X光检查之间生长迅速,并且比常规检测到的肿瘤更具侵袭性。该研究的主要作者Canan Dagdeviren解释说,他的目标是设计一种设备,可以对高危人群进行更频繁的筛查。“cUSBr-Patch”是一种带有开口的3D打印贴片,可以从不同角度对乳房进行深度扫描和成像。该设备是使用Prusa i3 MK3S+3D打印机使用TPU和PLA创建的,连接到胸罩上,有助于对抗这些间期癌症。

照片来源:麻省理工学院

ONEBra和3D打印乳腺癌后的胸罩罩杯

ONEBra是一家年轻的意大利公司,为乳腺癌后接受乳房切除术的女性提供解决方案。事实上,这种手术造成的乳房不对称常常会给患者带来额外的心理困难。因此,ONEBra开发了可定制、可3D打印的胸罩罩杯,可以适应女性的生理机能。顾客可以在家扫描自己的身体并将图像发送给公司,然后该公司会3D打印个性化胸罩罩杯并将其运送到患者家中。由于采用增材制造,产品可以在短时间内发货,并且充分尊重个人隐私。

 

ONEBra的3D打印无檐小便帽采用HP MJF技术和TPU制成(照片来源:ONEBra)

ReConstruct Bio推进自然乳房重建

ReConstruct Bio由哈佛大学Wyss研究所创立,利用该研究所开发的SWIFT 3D生物打印技术,专注于接受乳房切除术的女性的乳房重建和隆胸。该团队设计了生物植入物,这是一种由患者自身细胞制成的生物工程组织。该组织采用SWIFT方法打印,具有血管化特征,可促进立即融入患者的血液网络。通过使用患者自己的细胞,这种方法还降低了排斥和其他并发症的风险。据ReConstruct Bio称,该技术比合成乳房植入物提供更好的效果,可应用于乳房重建和隆胸,以及其他重建或美容手术。

脂肪组织内血管通道的显微图像,在体外进行生物打印并灌注四天。图片来源:哈佛大学维斯研究所

Cellbricks打印的生物植入物

许多接受乳腺癌手术的女性选择在手术后植入假体。传统上,这些植入物是由硅胶制成的,但它们存在被身体包裹的风险,需要在一段时间后将其移除。为了提供硅胶植入物的替代品,初创公司Cellbricks正在开发人体组织植入物。Cellbricks利用其独特的生物制造技术,可以用人体细胞打印植入物,其中一些细胞直接来自患者。这种方法的成功依赖于生物墨水、多材料立体光刻生物打印工艺以及尖端软件和技术的使用。

照片来源:Cellbricks

3D打印微型肿瘤可增强抗癌能力

莱顿药物研究学术中心的研究人员在复制人体组织的环境中成功3D打印了微型肿瘤,以评估癌症免疫疗法的有效性。这些疗法包括工程化T细胞、可以攻击癌细胞的专门免疫细胞,以及使T细胞更容易定位和杀死肿瘤细胞的双特异性抗体。

微型肿瘤的3D打印为研究人员提供了更真实的模型来研究免疫疗法的相互作用。嵌入胶原凝胶中的微型肿瘤更好地模仿了人体肿瘤的行为。该团队使用3D生物打印机将肿瘤细胞注入凝胶中,形成小型3D肿瘤,这些肿瘤会像在体内一样生长并侵入周围环境。然后添加T细胞并使用自动显微镜进行监测。这种测试方法已经证明了其有效性,使研究人员能够识别有前途的抗体。此外,他们还与鹿特丹伊拉斯姆斯医学中心的Reno Debets免疫学实验室合作,测试治疗三阴性乳腺癌的新受体。

东安格利亚大学及其乳房重建方法

东安格利亚大学(UEA)最近的研究正在研究如何使用3D打印来改善癌症患者的乳房重建手术。该项目旨在在手术前使用患者乳房的3D扫描来创建定制模具,这有助于组织测量并在重建过程中优化形状和体积。这提高了操作的质量和速度。这项研究的另一个方面涉及使用MRI数据来设计用可生物降解聚合物打印的个性化植入物。这些植入物将用于保乳手术,其中包括切除肿瘤,同时尽可能保留乳房的组织和形状。然后,3D植入物将被插入体内,并在注射患者自身的脂肪后逐渐降解。

图片来源:东安格利亚大学

理光和SimBioSys联合人工智能和3D打印治疗乳腺癌

理光美国公司通过个性化医疗设备制造领域的领导者Ricoh 3D for Healthcare与专门从事人工智能和计算建模的技术公司SimBioSys签署了一项协议,共同探索治疗乳腺癌的新技术。此次合作的重点是评估人工智能与先进3D打印相结合的潜力,以改善乳腺癌患者的手术体验和个性化护理。在2024年4月举行的美国乳腺外科医生协会会议上,理光和SimBioSys展示了他们的第一个进展,推出了乳腺癌的创新模型。尽管所使用技术的细节仍然保密,但此次合作有望为乳腺癌的治疗和管理提供创新的解决方案。

照片来源:SimBioSys

ZULE提供3D打印乳房假体的替代品

去年10月,厄瓜多尔的ESPOL(Escuela Superior Politécnica del Litoral)启动了ZULE项目,该项目使用3D打印来制造个性化的外部乳房假体。这项技术使得设计出完全适合每位患者解剖结构的假肢成为可能,从而确保舒适性和自然的外观。Gabriel Helguero教授领导的团队开发了一种将数字化和3D建模相结合的流程,使每个假体不仅能够与患者的尺寸相对应,而且还能够与疤痕相对应。在该项目的演示过程中,强调了早期发现乳腺癌的重要性。ESPOL校长Cecilia Paredes还强调了这项以增材制造技术为指导的研究如何能够改变生活并为患者的福祉做出贡献。

图片来源:ESPOL/Escuela Superior Politécnica del Litoral

 

编译整理:3dnatives

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