借助一臺(tái)改裝的MakerBot 3D打印機(jī)吐出的濕軟生物結(jié)構(gòu)，匹茲堡大學(xué)（PITT）和卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)（CMU）的研究人員們正準(zhǔn)備幫助醫(yī)生更好地完成乳房癌診斷。

　　據(jù)了解，匹茲堡大學(xué)醫(yī)療中心（UPMC）以及卡耐基梅隆大學(xué)的研究人員得到了美國(guó)國(guó)會(huì)指導(dǎo)下的國(guó)防部醫(yī)學(xué)研究項(xiàng)目的一筆為期兩年的80萬(wàn)美元研究撥款，他們正在借助這筆資金，使3D打印機(jī)能夠復(fù)制乳腺導(dǎo)管（即連接乳頭與乳腺的管道）。在這樣做的時(shí)候，他們希望能發(fā)現(xiàn)某種生物標(biāo)志物——與疾病關(guān)聯(lián)的可測(cè)量特征——以更好地診斷哪種患有癌癥前期乳腺導(dǎo)管病變的患者將會(huì)發(fā)展為惡性的、可能危及生命的乳腺癌。

　　該項(xiàng)目的研究負(fù)責(zé)人之一，PITT外科助理教授Priscilla McAuliffe稱，只有20%到50%的非浸潤(rùn)性腫瘤患者的腫瘤會(huì)本地化至乳腺導(dǎo)管——即乳腺導(dǎo)管內(nèi)原位癌（DCIS）——從而發(fā)展為惡性乳腺癌。

　　如果能夠識(shí)別出哪些婦女需要治療以及哪種不需要將會(huì)減少患者不必要的化療、手術(shù)和痛苦，McAuliffe說(shuō)。這些治療手段往往會(huì)對(duì)患者的健康造成很大的傷害。

　　該項(xiàng)目的另外一位共同研究負(fù)責(zé)人，CMU的材料科學(xué)及生物醫(yī)學(xué)工程教授Adam Feinberg在2015年的時(shí)候曾經(jīng)在《Science Advances》雜志上發(fā)表過(guò)一篇論文，顯示使用一臺(tái)3D打印機(jī)來(lái)復(fù)制復(fù)雜軟組織結(jié)構(gòu)是可能的。而這次研究項(xiàng)目的目的之一就是通過(guò)3D打印機(jī)復(fù)制患者的乳腺導(dǎo)管，來(lái)獨(dú)立判斷其發(fā)展為浸潤(rùn)性腫瘤的可能性。

　　根據(jù)McAuliffe的說(shuō)法，這種對(duì)每位患者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的能力將帶來(lái)革命性的后果。她說(shuō)：“這已經(jīng)不是秘密，我們對(duì)DCIS患者進(jìn)行了太多的手術(shù)。”

　　“基于這項(xiàng)研究的結(jié)果，我們希望能夠找到生物標(biāo)志物，然后用它來(lái)為患者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)。”McAuliffe說(shuō)。但是在將這些生物標(biāo)記物用于手術(shù)決策之前，還需要進(jìn)行隨機(jī)臨床試驗(yàn)，McAuliffe說(shuō)，這將是一個(gè)長(zhǎng)期的目標(biāo)。

　　當(dāng)然，所有這一切的基礎(chǔ)是發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)志物，這就要求具有完全可控的現(xiàn)實(shí)模型系統(tǒng)，F(xiàn)einberg說(shuō)。而這正是3D打印技術(shù)可以大顯身手的地方，即3D打印出一個(gè)獨(dú)立的乳腺導(dǎo)管組織。

　　但是，F(xiàn)einberg稱，要3D打印乳腺導(dǎo)管，需要跨越的一個(gè)很大的障礙,就是這種組織經(jīng)常會(huì)在自身的重量之下崩潰。

　　“這些材料的最大挑戰(zhàn)是它們非常柔軟。”Feinberg說(shuō)：“這導(dǎo)致它們很容易在自身的重量下崩潰。它們有點(diǎn)像果凍。一塊簡(jiǎn)單的果凍放在那里是沒(méi)問(wèn)題的，比如正方體，但是一旦你試圖用它制造復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)，結(jié)果就是四分五裂。”

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，F(xiàn)einberg的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種方法可以在可溶解的凝膠里打印軟組織。據(jù)天工社了解額，F(xiàn)einberg使用的設(shè)備包括一臺(tái)消費(fèi)級(jí)的MakerBot 3D打印機(jī)。普通的MakerBot主要通過(guò)擠出機(jī)層積熔融的塑料來(lái)構(gòu)建對(duì)象，而Feinberg則精心設(shè)計(jì)了一個(gè)定制的擠出機(jī)，這個(gè)擠出機(jī)層積的卻是我們通常會(huì)在生物組織中看到的蛋白質(zhì)和其它分子。

　　值得一提的是，研究人員們還開源了他們?cè)O(shè)計(jì)的這款擠出機(jī)，任何人都可以通過(guò)美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）的網(wǎng)站下載并使用它。.

　　研究人員稱，如果最初的實(shí)驗(yàn)揭示了浸潤(rùn)性DCIS的生物標(biāo)記物的可能性，那么他們下一步就準(zhǔn)備將這些生物標(biāo)記物與患者的治療結(jié)果關(guān)聯(lián)起來(lái)。為此，研究人員可以充分利用Magee-Womens醫(yī)院豐富的乳房組織庫(kù)。這個(gè)組織庫(kù)中包含有關(guān)腫瘤遺傳學(xué)和導(dǎo)管結(jié)構(gòu)方面的信息，以及患者的結(jié)果。

　　除了發(fā)現(xiàn)更好的方法來(lái)診斷浸潤(rùn)性DCIS之外，F(xiàn)einberg興奮的是生物打印將成為在實(shí)驗(yàn)室里構(gòu)建現(xiàn)實(shí)模型系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)手段。

　　“在不太遙遠(yuǎn)的將來(lái)，這些生物3D打印機(jī)將成為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。”Feinberg說(shuō)。“最終，我認(rèn)為我們將能夠用這些東西3D打印器官和進(jìn)行組織修復(fù)。盡管這還很遙遠(yuǎn)，但是它正在露出曙光。”