美國密西西比大學與馬里蘭大學學院市分校的研究人員,開發出一種創新的3D列印凝膠植入物,內含微小且具彈性的藥物載體氣泡。這種植入物設計用於放置於腫瘤旁邊,能緩慢釋放化療藥物,有望更精準地對抗癌症。該研究已發表於《Pharmaceutical Research》期刊。

這項技術的核心是使用「FRESH(懸浮水凝膠自由形式可逆嵌入)」3D列印方法,在低溫明膠漿浴中進行列印。此技術能讓印表機在液體浴中精準地建構複雜結構,明膠漿作為臨時支架,確保列印出的凝膠植入物能維持形狀並保護內部藥物。這些圓盤狀植入物的尺寸為直徑 10 毫米、高 2 毫米,內部包裹著約 200 至 300 奈米大小的藥物載體氣泡。這些氣泡由特殊的類肥皂分子製成,具有彈性,能有效捕獲約 45% 的化療藥物阿黴素(doxorubicin)。

與單獨的藥物載體氣泡相比,3D列印植入物展現出更優異的藥物釋放特性。它能以更小的初始劑量爆發,並持續、穩定地釋放阿黴素,避免藥物過快釋放。實驗結果顯示,植入物在 8 小時內只釋放了總藥量的三分之一到一半,48 小時後仍有部分藥物未釋出,證明其具有長效緩釋能力。當這些植入物被放置於乳腺癌細胞上方時,釋放出的藥物能將癌細胞的存活率降低超過 50%。顯微鏡觀察也發現,載藥氣泡能被癌細胞有效吸收,阿黴素會聚集在細胞內並集中於細胞核,達到殺傷癌細胞的效果。

這項3D列印技術的靈活性,允許研究團隊根據需要客製化列印幾何形狀,從而調整藥物釋放速率和植入物形狀。主要作者穆罕默德·馬尼魯扎曼(Mohammed Maniruzzaman)與共同研究者Elom Doe、Jaidev Chakka、艾碧該·阿拉比(Abigail Alabi)等均參與了此項研究。研究人員表示,儘管實驗室結果令人鼓舞,下一步仍需進行動物實驗,以評估植入物在活體生物中的耐受性、藥物分佈及療效。

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