3D生物打印肿瘤模型及其潜在应用

3D生物打印肿瘤模型及其潜在应用:综述 学术背景 癌症是全球范围内导致人类死亡的主要原因之一,其不受控制的异常增殖、快速生长、转移和高异质性使得传统的二维(2D)细胞培养和动物模型在肿瘤诊断和治疗研究中的临床转化率极低。为了克服这些局限性,研究人员迫切需要开发更合适的肿瘤模型。近年来,三维(3D)生物打印技术作为一种新兴技术,能够通过精确调控细胞、生物分子和基质成分的空间分布,制造出更接近真实人体肿瘤的空间组织、细胞资源和微环境特征(如缺氧、坏死和延迟增殖)的肿瘤模型。这篇综述性论文旨在探讨3D生物打印技术在肿瘤模型构建中的应用,特别是针对胶质瘤、乳腺癌、肝癌、肠癌、宫颈癌、卵巢癌和神经母细胞瘤等肿瘤类型,并详细介绍了3D生物打印肿瘤模型在肿瘤微环境、肿瘤血管化、肿瘤干细胞、肿瘤耐药性及药物...

电纺聚乙烯醇纤维结合抗菌凝胶用于酶控活性氧释放的研究

抗菌凝胶结合电纺聚乙烯醇纤维用于酶控活性氧释放的研究 学术背景 皮肤是人体抵御感染的第一道防线,而伤口的出现会破坏这一屏障,增加感染风险。随着抗生素耐药性的增加,开发新型抗菌疗法变得尤为重要。传统的抗生素疗法不仅可能导致耐药性,还可能引发副作用,如细胞和器官毒性、过敏反应以及对肠道微生物组的负面影响。因此,局部抗菌治疗成为了一种更优的选择,尤其是将抗菌剂整合到伤口敷料中,以提高其有效性并减少毒性。 近年来,活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)如过氧化氢(H2O2)因其抗菌特性而受到关注。ROS不仅能够杀死病原体,还在伤口愈合的各个阶段发挥重要作用。然而,如何实现ROS的持续释放并确保其在伤口局部的有效浓度,仍然是一个挑战。为此,研究人员开发了一种名为RO-101...

用于治疗深层隧道伤口的3D生物打印三层纤维素/胶原基药物释放填充物

3D生物打印纤维素/胶原蛋白基药物释放填充物用于治疗深层隧道伤口 学术背景 深层隧道伤口(tunneling wounds)是一种在皮肤表面下形成的复杂伤口,其形状和大小各异,可能具有扭曲和转弯,使得治疗极为困难。现有的伤口护理解决方案主要针对浅表伤口,而未经治疗的隧道伤口可能导致严重的健康问题。因此,开发一种能够有效填充并促进深层隧道伤口愈合的材料具有重要意义。本研究旨在通过使用天然聚合物(如纤维素和胶原蛋白)制备隧道伤口填充物(Tunnel Wound Fillers, TWFs),以模拟真皮细胞外基质,从而解决这一难题。 论文来源 该研究由Mano Govindharaj、Noura Al Hashimi、Soja S. Soman、Jiarui Zhou、Safeeya Alawad...

光/ pH 双控药物释放“纳米容器”缓解肿瘤缺氧以增强化疗、光动力疗法和化学动力疗法的协同效应

光/pH双控药物释放“纳米容器”缓解肿瘤缺氧,协同增强化疗、光动力治疗和化学动力治疗 学术背景 在临床癌症治疗中,化疗和放疗存在诸多局限性,如耐药性、治疗不彻底和周期性复发等问题。为了克服这些缺点,研究人员开发了多种替代策略,其中包括多模态联合治疗,这种治疗方式可以与其他疗法互补,提高肿瘤治疗的效果。光动力治疗(PDT)是一种典型的氧化治疗策略,利用光激活的光敏剂和环境中的氧气(O₂)产生高水平的毒性活性氧(ROS),从而杀死癌细胞。PDT因其非侵入性、快速起效和按需可控性,在原发性肿瘤治疗中具有显著优势。然而,肿瘤的缺氧微环境限制了PDT过程中ROS的生成,进而限制了PDT在癌症治疗中的应用。 β-拉帕醌(LPC)是一种新型化疗药物,通过直接与拓扑异构酶1相互作用,抑制肿瘤细胞增殖。然而,...

3D打印骨骼肌中仿生血管化的时空调控

3D打印骨骼肌中仿生血管化的时空调控

3D打印技术在骨骼肌血管化研究中的应用 学术背景 骨骼肌组织是人体中最重要的组织之一,其功能依赖于肌管(myotubes)与血管网络之间的密切关系。血管网络不仅为骨骼肌提供氧气和营养,还在肌肉损伤修复过程中发挥关键作用。然而,当骨骼肌损伤超过20%时,传统的自体肌肉移植治疗效果有限,失败率较高。近年来,组织工程学的发展为骨骼肌修复提供了新的可能性,尤其是三维(3D)打印技术的应用,使得构建具有血管网络的骨骼肌组织成为可能。然而,如何在体外精确调控骨骼肌与血管网络的相互作用,仍然是一个亟待解决的难题。 本研究旨在通过3D生物打印技术,探索骨骼肌与内皮细胞(endothelial cells)在血管化过程中的复杂相互作用,并开发一种能够在时间和空间上精确调控骨骼肌血管化的方法。通过构建具有生物仿...

外周血单核细胞多部位DNA甲基化改变作为AIS/I期肺腺癌诊断的新型生物标志物:一项多中心队列研究

基于外周血单核细胞DNA甲基化的早期肺腺癌诊断新方法 背景介绍 肺腺癌(Lung Adenocarcinoma, LUAD)是全球癌症相关死亡的主要原因之一,占肺癌病例的约40%。尽管近年来肺腺癌的治疗取得了显著进展,但其预后仍然不佳,主要原因之一是早期诊断的困难。大多数患者在首次就诊时已进入晚期,导致治疗效果不佳。目前,低剂量计算机断层扫描(Low-Dose Computed Tomography, LDCT)是早期肺腺癌筛查的常用工具,但其假阳性率高达96.4%,且现有的血清生物标志物(如CEA)在早期肺腺癌诊断中的敏感性和特异性较低。因此,开发一种非侵入性、高效的早期肺腺癌诊断方法具有重要意义。 DNA甲基化(DNA Methylation)是一种常见的表观遗传修饰,在基因表达的调控中...

研究mCIM和sCIM表型方法在筛选烧伤伤口中产IMP、VIM和NDM金属β-内酰胺酶的铜绿假单胞菌分离株中的有效性

探讨mCIM和sCIM表型方法在筛查烧伤伤口中产IMP、VIM和NDM金属β-内酰胺酶的铜绿假单胞菌的有效性 背景介绍 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是一种广泛存在于环境中的革兰氏阴性细菌,尤其在医院环境中常见。它是烧伤伤口感染的第二大常见病原体,常导致严重的感染并表现出高度的抗生素耐药性,尤其是对碳青霉烯类抗生素的耐药性。这种耐药性主要源于细菌产生的金属β-内酰胺酶(MBLs),如IMP、VIM和NDM酶。这些酶能够水解碳青霉烯类抗生素,使得治疗变得极为困难。因此,快速准确地检测这些酶的产生对于指导临床治疗至关重要。 目前,PCR(聚合酶链反应)是检测碳青霉烯酶基因的金标准,但其高昂的成本和对专业设备的依赖限制了其在临床诊断中的广泛应用。因此,开发一种高效、经...

阿兹特南-阿维巴坦:一种对多重耐药肺炎克雷伯菌复合体有效的新组合

Aztreonam-Avibactam 对多重耐药肺炎克雷伯菌复合体的活性研究 背景介绍 肺炎克雷伯菌复合体(Klebsiella pneumoniae complex, KPC)是一组机会性病原体,对公共卫生构成严重威胁。近年来,多重耐药(multidrug-resistant, MDR)肺炎克雷伯菌的感染率显著上升,导致治疗选择极为有限。尤其是产碳青霉烯酶(carbapenemase)的菌株,对多种抗生素表现出耐药性,使得临床治疗面临巨大挑战。为了应对这一问题,研究人员不断探索新的抗生素组合,以期找到有效的治疗方案。 Aztreonam-avibactam(AZA)是一种新型抗生素组合,由已广泛使用的β-内酰胺类抗生素aztreonam和新型β-内酰胺酶抑制剂avibactam组成。Az...

从隐孢子菌属放线菌中分离出的含苯多酮类化合物Cryptoic Acids A和B以及修饰的二酮哌嗪

从Cryptosporangium属放线菌中发现的新型苯环聚酮类化合物和修饰的二酮哌嗪 学术背景 微生物天然产物在药物开发中具有重要价值,尤其是放线菌(Actinomycetes)为多种治疗性化合物提供了丰富的来源,如氨基糖苷类、大环内酯类和四环素类抗生素。然而,近年来已知化合物的频繁重复分离成为天然产物药物发现的主要障碍。为了解决这一问题,研究人员尝试了多种新方法,如共培养、添加次级代谢信号分子或在培养过程中施加高温等。本文作者则选择关注较少研究的放线菌属,以期发现新的化合物骨架。 本文的研究对象是Cryptosporangium属放线菌,该属于1998年首次被描述,目前已知有8个物种。尽管通过生物信息学分析发现该属物种中存在聚酮类和非核糖体肽的生物合成基因簇(BGC),但此前仅报道了两种...

异石胆酸在耐甲氧西林金黄色葡萄球菌腹膜感染中的治疗潜力

Isoallolithocholic Acid 在耐甲氧西林金黄色葡萄球菌腹膜感染中的治疗潜力 背景介绍 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus, MRSA)自1961年被发现以来,已成为全球范围内最常见的抗生素耐药细菌之一。MRSA感染可导致致命的败血症、肺炎以及皮肤和软组织感染的高发率。由于其快速传播和广泛耐药性,许多抗生素对MRSA感染无效。世界卫生组织(WHO)已将MRSA列为高优先级的多重耐药病原体。因此,探索新的抗菌药物或替代策略以应对MRSA感染已成为当务之急。 胆汁酸(Bile Acids, BAs)是类固醇衍生的天然产物,在消化、免疫和脂质代谢中发挥重要作用。近年来,研究发现胆汁酸代谢物isoallo...