目前，原發性肝癌是我國第 4 位常見惡性腫瘤及第 2 位腫瘤致死病因，嚴重威脅著人們的生命和健康，猶如陰云般籠罩在個人和家庭的上空，給其帶來了沉重的身心負擔。

以往抗擊肝癌手段主要是對未到病情晚期的肝癌患者采取手術切除術，然而，殘留的微小腫瘤細胞仍有可能導致疾病復發。先前研究顯示，多達 46% 的患者在切除后的肝臟邊緣檢測到殘留細胞。令人痛心的是，肝癌的預后面臨著巨大的挑戰性，存活率非常低！

因此，醫生和科研人員們孜孜不倦地尋求著攻克癌癥的良方。除了利用輔助化療手段以提高肝癌患者的生存率，局部給藥系統（DDS）聯合 3D 打印技術正如一顆冉冉升起的新星，給患者們帶來了生命的曙光和希望！

近日，澳大利亞阿德萊德大學 Sanjay Garg 教授團隊在 International Journal of Pharmaceutics 雜志發表研究論文 Printing a cure: A tailored solution for localized drug delivery in liver cancer treatment，該研究在全世界范圍內首次證明，裝載有量身定制劑量的抗癌藥物 5-氟尿嘧啶（5FU）和順鉑（Cis，cisplatin）的凝膠制作而成 3D 打印薄膜，緩釋時間長達 23 天，能夠高效殺滅超過 80% 的肝癌細胞，顯著降低復發率，同時極大減少了傳統化療帶來的全身性副作用。該項突破性的研究進展，不僅為肝癌患者帶來福音，也為卵巢癌、頭頸癌等多種癌癥的治療提供了新的技術支持!

來源：International Journal of Pharmaceutics

研究內容和結果

以往研究顯示，5-氟尿嘧啶（5FU）與順鉑（Cis）聯合用藥治療肝癌的效率較高，該組合曾以水凝膠的形式共同配制用于胃癌術中化療。盡管在幾種癌癥類型中使用5-氟尿嘧啶（5FU）和順鉑（Cis），對于抗癌效果有所改善，但尚未建立關于劑量和給藥方法的一致方案，每種治療方式涉及到的劑量和給藥方法各不相同。

目前，醫療領域有幾種制造凝膠薄膜的方法，包括溶劑鑄造、靜電紡絲和熱熔擠壓。然而，由于癌癥的異質性，構造一種不同于“一刀切”的新方法對于復雜的抗癌療程是極其必要的。近年來，3D 打印技術的采用在抗癌領域獲得了實質性的突破，它能夠提供個性化和定制化的治療方案，以滿足個別患者的特殊需求。

為解決上述問題，研究人員開發了一種術后化療裝載膜結構--3D 打印膜，其是由裝載了量身定制劑量的抗癌藥物 5-氟尿嘧啶（5FU）和順鉑（Cis）的凝膠所制成，能被放置在癌癥所移除的確切手術位點，從而將藥物靶向定位到受影響的病灶區域，進而精準打擊可能殘存的癌細胞，同時還能有效地限制傳統化療所產生的不良副作用。

來源：International Journal of Pharmaceutics

在本研究中，該團隊利用先進的 3D 打印技術，包括定制薄膜幾何形狀、調節藥物釋放曲線，以及添加或去除活性成分。3D 打印藥物不同的結構，有不同的緩釋時間曲線。每層薄膜的填充模式不同，第 1 層和第 2 層分別為網格狀和蜂窩狀。研究團隊發現不同的填充圖案在打印時可提供最佳的設計，穩定地保持了薄膜的結構，通過嘗試不同填充比例可調節藥物釋放。經測試，薄膜第 1 層壓力為 35-55 kPa，第 2 層壓力為 40-60 kPa。

如此按需定制藥物釋放曲線和膜結構，能夠有效確保藥物精確遞送，減少對血液系統的負擔，減少高劑量的藥物給患者帶來嚴重的副作用，為每位患者提供個性化的治療方案。

來源：International Journal of Pharmaceutics

Garg 教授指出，這種量身定制的用藥策略是提高癌癥治療效率的關鍵，針對癌癥的多樣性，傳統的標準化治療已不再適用。這種 3D 打印薄膜展現了長達 23 天的藥物控釋能力，不僅保障持續治療效果，而且其生物降解特性避免了二次手術的需求，使治療過程更加人性化。此外，該研究還通過對 3D 打印工藝的綠色度進行優化，根據指標的得分進行評價和修改，使其對環境更加友好！

研究展望

3D 打印技術又稱為“增材制造”或“快速成型”技術，是一種指以三維模型數據為基礎，利用打印頭、噴嘴或其他打印技術，通過材料堆積的方式制造零件或實物的工藝。目前，3D 打印技術發展得如火如荼，在生物醫藥應用領域一枝獨秀，吸引著人們越來越多的關注。

2024 年 2 月 1 日，威斯康星大學麥迪遜分校張素春團隊在 Cell Stem Cell 雜志發表研究論文 3D bioprinting of human neural tissues with functional connectivity。該研究利用水平打印方式將腦細胞（iPSC 分化而來的神經元）放置在更柔軟的“生物墨水”凝膠中，開發出了第一個 3D 打印的功能性人腦組織，其中神經元和膠質細胞在組織層內和層間形成功能連接，可以像典型的人腦組織一樣生長和發揮作用，有機地實現對細胞類型和排列進行控制，這是大腦類器官所不具備的，給研究大腦和治療廣泛的神經系統和神經發育障礙（例如阿爾茨海默病和帕金森病）提供了新的技術支持！

來源：Cell Stem Cell

讓我們對類似 3D 打印技術的新興醫療寵兒拭目以待，愿醫生和科學家們早日攻克惡疾，還人類以健康平安！

參考文獻：

[1] Souha H Youssef, Raja Ganesan, Marzieh Amirmostofian, et al. Printing a cure: A tailored solution for localized drug delivery in liver cancer treatment, International Journal of Pharmaceutics (2024). DOI: 10.1016/j.ijpharm.2024.123790

[2] Yan Y, Li X, Gao Y, et al. 3D bioprinting of human neural tissues with functional connectivity. Cell Stem Cell. 2024;31(2):260-274.e7. doi:10.1016/j.stem.2023.12.009