明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員正在使用3D生物打印來(lái)創(chuàng)建更準(zhǔn)確的模型來(lái)研究癌細(xì)胞和治療方法。觀察細(xì)胞的傳統(tǒng)方法是將組織樣本夾在兩個(gè)載玻片之間并在顯微鏡下觀察；玻璃載玻片將所有物體放在同一平面上，這樣顯微鏡的單個(gè)焦距可以清晰地觀察到大范圍的細(xì)胞活動(dòng)。或者，可以將顯微鏡直接放置在平坦的培養(yǎng)皿上以觀察其表面上的樣品。這兩種方法都有相同的缺點(diǎn)：它們創(chuàng)建的2D環(huán)境無(wú)法準(zhǔn)確復(fù)制我們體內(nèi)存在的自然3D環(huán)境。因此，培養(yǎng)皿中的細(xì)胞表現(xiàn)不同于我們體內(nèi)的3D環(huán)境。

但3D生物打印可以復(fù)制3D環(huán)境，并在這些環(huán)境中精確定位細(xì)胞和藥物，為人體提供更準(zhǔn)確的模擬，使細(xì)胞能夠像往常一樣表現(xiàn)。 “測(cè)試抗癌藥物和細(xì)胞療法都是明尼蘇達(dá)大學(xué)世界聞名的概念，并且，憑借這種模式，我們?nèi)匀惶幱谶@些創(chuàng)新的最前沿，”明尼蘇達(dá)大學(xué)醫(yī)學(xué)院放射治療腫瘤學(xué)教授丹尼爾·瓦萊拉(Daniel Vallera)說(shuō)。 “像這樣的東西可以在脈管系統(tǒng)和藥物的關(guān)系之間產(chǎn)生一些非常重要的答案，因?yàn)檫@是模塊化的，你可以添加元素并使其更復(fù)雜，你甚至可以在這個(gè)模型中使用患者自己的腫瘤細(xì)胞。”

藥物的療效取決于實(shí)驗(yàn)室觀察到的細(xì)胞活動(dòng)與我們體內(nèi)細(xì)胞的活動(dòng)相匹配，而精確的模型是實(shí)現(xiàn)這種匹配的關(guān)鍵。Angela Panoskaltsis-Mortari是明尼蘇達(dá)大學(xué)醫(yī)學(xué)院兒科研究副主席兼教授，也是3D生物打印設(shè)備的主任，她解釋說(shuō)，“這個(gè)模型更符合人體的情況，因此，在這個(gè)水平上研究藥物對(duì)人體細(xì)胞的影響，會(huì)讓結(jié)果更有意義，也更能預(yù)測(cè)人體將會(huì)發(fā)生什么?！?/p>

只有3D打印可以處理制造這些環(huán)境所需的材料和幾何形狀，正如科學(xué)與工程學(xué)院機(jī)械工程副教授Michael McAlpine所解釋的那樣，“所有這些都是通過(guò)我們的定制實(shí)現(xiàn)的 - 構(gòu)建的3D打印技術(shù)，使我們能夠在3D環(huán)境中精確地放置細(xì)胞簇和化學(xué)庫(kù)?！?/p>

科學(xué)與工程學(xué)院博士后Fanben Meng提供了有關(guān)3D生物打印機(jī)創(chuàng)建的漸變的更多細(xì)節(jié)，并指出：“這種模式成功的原因之一是我們能夠更好地控制環(huán)境。我們是能夠緩慢地釋放化學(xué)介質(zhì)并產(chǎn)生化學(xué)梯度。它使細(xì)胞的行為時(shí)間與我們認(rèn)為在體內(nèi)發(fā)生的方式相似。”腫瘤以漸變的方式傳播，因此讓它們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中表現(xiàn)相似至關(guān)重要。

最近，研究人員3D打印出一種蛋白質(zhì)模型，以更好地可視化與其他蛋白質(zhì)結(jié)合的方式。通常，3D打印用于創(chuàng)建之前受限于二維的3D版本。