چاپ سه‌‌ بعدی بیولوژیکی جهت الگوسازی سرطان استخوان

سرطان استخوان

سرطان استخوان می‌تواند به صورت ضایعات اولیه (سارکوم) یا ضایعات متاستاتیک ایجاد شود. سارکوم‌های استخوانی، از جمله استئوسارکوم و سارکوم اوینگ، تومورهای بسیار تهاجمی هستند و عمدتاً بر روی کودکان و جوانان تأثیر می‌گذارند. اگر چه ظهور شیمی درمانی طول عمر را به میزان قابل توجهی افزایش داده است، اما سارکوم‌های استخوانی به دلیل ماهیت مقاوم یا مکرر آن‌ها همچنان با نرخ بقای 5 ساله تقریباً 50-60% در ارتباط هستند. بنابراین نمایانگر عامل اصلی مرگ و میر ناشی از سرطان در جوانان است.

استخوان همچنین سومین محل متاستاتیک شایع در بیماران مبتلا به سرطان سینه، پروستات، ریه و کلیه است. پیشرفت متاستاتیک استخوان منجر به 90% مرگ‌های ناشی از سرطان می شود و با کاهش قابل توجه در میزان بقای 5 ساله و عوارض شدید از جمله درد، شکستگی، هایپرکلسمی و فشرده‌سازی نخاع همراه است. در این مرحله، بیماری معمولاً غیرقابل درمان تلقی می‌شود و درمان فقط تسکینی است که شامل داروهای مسکن، پرتودرمانی و جراحی است.

چاپ سه‌‌ بعدی بیولوژیکی جهت الگوسازی سرطان استخوان

چاپ بیولوژیکی سه بعدی یک ابزار امیدوارکننده برای مطالعه پیشرفت سرطان در استخوان است. زیرا امکان مدل‌سازی پیچیدگی برهمکنش‌های ریزمحیط و سلول با سلول را فراهم می‌آورد. برای این منظور، یک مدل ایده‌آل باید طراحی ساختار مناسب، انتخاب مواد زیستی و نمونه سلولی را ترکیب کند. در این مطالعه، سیستم‌های استخوانی چاپ سه بعدی به دست آمده توسط جوهرهای زیستی (Bioink) و استراتژی‌های مختلف مورد بحث قرار گرفته است که هدف آن تقلید از ریزمحیط سرطان استخوان می‌باشد. چالش‌های اصلی و نیازهای برآورده نشده برای رسیدن به تقلید زیستی (Biomimicry) بی‌نقص، برجسته شده‌اند.

نتیجه‌گیری

سرطان استخوان، چه اولیه و چه متاستاتیک، با میزان بقای پایینی مشخص می‌شود. در حال حاضر، مدل‌های موجود فاقد تقلید مناسب و کافی از پیچیدگی استخوان، سرطان و ریزمحیط آن‌ها هستند. این امر منجر به پیش بینی ضعیف می‌شود. فن آوری‌های سه بعدی می‌توانند با توسعه مدل‌های پیش بینی کننده که خود می‌توانند شرایط را برای ایجاد و پیشرفت سرطان تکرار کنند، به رفع این نیاز کمک کنند. در میان ابزارهای موجود برای به دست آوردن مدل‌های سه بعدی مناسب از سرطان استخوان، چاپ سه بعدی و چاپ زیستی بسیار امیدوار کننده به نظر می‌رسد زیرا ترکیب سلول‌ها، مولکول‌های زیستی و مواد زیستی را در ساختارهای سازمان یافته و پیچیده‌ای که می‌توانند ویژگی اصلی استخوان را بازتولید کنند، امکان‌پذیر می‌سازد.

چالش این است که برای تجزیه و تحلیل فعل و انفعالات سلول‌های استرومایی-سرطانی و مکانیک‌های بیولوژیکی که منجر به پیشرفت تومور می‌شود، یک ریزمحیط استخوان مانند باید تکرار شود. در این مطالعه، رویکردهای موجود برای به دست آوردن مدل‌های استخوانی چاپ سه بعدی و چاپ بیوپرینت، با تمرکز بر نقش انتخاب مواد زیستی در تعیین رفتار مدل‌ها و درجه سفارشی‌سازی آن مورد بحث قرار گرفته است. برای به دست آوردن یک مدل استخوانی سه بعدی قابل اعتماد، ارزیابی ماتریس‌های مختلف پلیمری و گنجاندن پرکننده‌های سرامیکی از اهمیت بالایی برخوردار است. زیرا آن‌ها به بازتولید رفتار سلول‌های طبیعی و سرطانی در ریزمحیط استخوان کمک می‌کنند. چالش‌های باز و چشم اندازهای آینده برای حل کاستی‌های موجود و هموارسازی راه برای استراتژی‌های توسعه بالقوه مورد بحث قرار می‌گیرد.

چاپ سه‌‌ بعدی بیولوژیکی جهت الگوسازی سرطان استخوان می‌تواند ما را در فهم بهتر مکانیسم‌های بیماری یاری دهد.

Pubmed-3D Printing and Bioprinting to Model Bone Cancer: The Role of Materials and Nanoscale Cues in Directing Cell Behavior

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید

اینستاگرام  تلگرام  لینکدین  آپارات  توییتر  فیسبوک  یوتیوب