肿瘤治疗及模型

1.用于预防肿瘤复发及骨缺损修复的3D打印支架

简介：南方医科大学于梦、中山大学附属口腔医院李翔以及东莞理工学院王翀团队共同合作，利用3D打印技术制备了一种富含Fe/Mg双金属的聚多巴胺纳米颗粒双功能支架，可以同时消除残余肿瘤细胞和修复肿瘤相关的骨缺损。相关论文“Scaffold 3D-printed from metallic nanoparticles-containing ink simultaneously eradicates tumor and repairs tumor-associated bone defects”发表于Small Methods上。

原文链接：https://doi.org/10.1002/smtd.202100536

2.用于治疗三阴性乳腺癌的水凝胶贴片

简介：上海交通大学宋海云、樊春海院士和上海师范大学陈楠团队共同合作，利用原位形成水凝胶贴片进行表观遗传治疗、免疫治疗和靶向化疗耐药性三阴性乳腺癌的联合治疗，表观遗传药物通过诱导肿瘤干细胞分化和免疫激活，克服该肿瘤模型对多种化疗药物的耐药性，抑制肿瘤生长、术后复发和转移。相关论文：“Epigenetic Remodeling Hydrogel Patches for Multidrug-Resistant Triple-Negative Breast Cancer”发表于Advanced Materials上。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202100949

3.用于治疗肺癌的载药可注射热致凝胶

简介：来自四川大学的钱志勇教授团队开发出一种基于聚丙交酯-聚乙二醇-聚丙交酯（PDLLA-PEG-PDLLA）胶束的温敏可注射水凝胶（PLEL水凝胶）。通过将包载厄洛替尼的中空介孔二氧化硅（HMSN）复合入该凝胶体系，实现了药物的可控释放。体内实验结果显示在更低给药剂量下，与口服药物相比，该药物控释体系呈现出更好的肿瘤生长抑制作用。相关论文“Injectable Thermosensitive Hydrogel Containing Erlotinib-Loaded Hollow Mesoporous Silica Nanoparticles as a Localized Drug Delivery System for NSCLC Therapy” 发表于杂志Advanced Science上。

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202001442

4.用于高通量药物筛选的纸质3D肿瘤模型阵列

简介：来自纽约大学的Mohammad A. Qasaimeh教授团队使用定制的3D打印模板和简单的化学修饰，提出了一种通用的、鲁棒性强的、经济有效的方法，利用纸质平台创建可低温保存的高通量3D肿瘤模型阵列。相关论文“Cryopreservable arrays of paper-based 3D tumor models for high throughput drug screening”发表于杂志Lab on a chip。

原文链接：https://doi.org/10.1039/d0lc01300e

5.用于心脏毒性检测的心脏-乳腺癌芯片

简介：哈佛医学院Ali Khademhosseini团队和麻省理工卫生科学与技术学院Su Ryon Shin团队合作共同研发出一种用于研究心脏毒性的模型，该模型不仅能诱导多能干细胞衍生出心脏组织，并且心脏组织与乳腺癌组织相互作用形成双器官系统，同时电化学传感器还可以监测细胞分泌的多种生物标志物。相关论文“A Heart‐Breast Cancer‐on‐a‐Chip Platform for Disease Modeling and Monitoring of Cardiotoxicity Induced by Cancer Chemotherapy”发表于杂志Small上。

原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202004258

6.用于肿瘤治疗和组织再生的多功能黑色生物活性陶瓷材料

简介：中国科学院上海硅酸盐研究所吴成铁研究员团队通过对传统的白色生物活性陶瓷材料（硅酸盐和磷酸盐等）进行热还原处理，研制出新一代“黑色生物活性陶瓷”，将传统生物活性陶瓷材料的应用领域从组织再生拓展到肿瘤等疾病治疗。相关论文“Black Bioceramics：Combining Regeneration with Therapy”发表于杂志Advanced Materials上。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202005140

7.HAMA+GelMA复合凝胶微球三维共培养肿瘤模型用于药物筛选

简介：葡萄牙的阿威罗大学化学系João F. Mano团队利用超疏水界面封装细胞微球技术，在超疏水聚苯乙烯修饰的界面上，利用双键改性的透明质酸（HAMA）和明胶（GelMA）复合构建了微凝胶生物反应器。该3D凝胶微球细胞模型可以应用于药物渗透作用于细胞模型的机制研究中，且所制备的凝胶微球模型可转移至96或384孔板中，为实现药物的高通量筛选提供可能。相关论文“In-air production of 3D co-culture tumor spheroid hydrogels for expedited drug screening”发表于Acta Biomaterialia上。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.actbio.2019.06.012

8.基于多糖荧光纳米颗粒的肿瘤化疗耐药性诊断方法

简介：上海交大窦红静教授团队与复旦大学附属金山医院许国雄教授团队、上海交大附属瑞金医院周敏教授团队合作，以基于多糖的荧光纳米颗粒为底物来检测肿瘤细胞内吞行为的异质性，并由此建立了一种基于多糖荧光纳米颗粒的流式细胞术进行肿瘤耐药性的高效诊断。鉴于多糖荧光纳米颗粒有通过内吞行为差异来分选高耐药细胞和敏感细胞的能力，同时还可以清晰检测不同治疗方法对肿瘤耐药性的逆转程度。相关论文“Fluorescent glycan nanoparticle-based FACS assays for the identification of genuine drug-resistant cancer cells with differentiation potential”发表于杂志Nano Research上。

原文链接：https://doi.org/10.1007/s12274-020-2981-8

9.动脉瘤和动脉粥样硬化疾病体外模型构建

简介：苏黎世联邦理工学院的Viola Vogel和Vahid Hosseini的团队设计了一种简单、无泵、闭环、易于复制和小型化的流动设备，使三维血管平滑肌组织处在高速脉动血流中，细胞外基质的某些组分含量用以表征动脉瘤或动脉粥样硬化组织的特征。相关文章“A Pulsatile Flow System to Engineer Aneurysm and Atherosclerosis Mimetic Extracellular Matrix”发表于杂志Advanced Science上。

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202000173

10.基于GelMA水凝胶构建3D肿瘤模型

简介：圣地亚哥大学JoãoF. Mano和 Vítor M. Gaspar团队开发了一种密集的3D球形微肿瘤和载有GelMA和Matrigel ECM模拟支架的载有细胞的MG-63骨肉瘤平台。这种平台使癌细胞/ 3D微组织成熟和lorlatinib药物性能筛选成为可能。通过液体覆盖技术进行的初始3D球体组装，实现了密集的细胞聚集体的制造，其大小，形态和坏死核的形成均具有可复制性，从而模仿了天然肿瘤。相关论文“Hydrogel 3D In vitro Tumor Models for Screening Cell Aggregation Mediated Drug Response”发表于杂志Biomaterials Science上。

原文链接：https://doi.org/10.1039/c9bm02075f

11.透明质酸多孔支架增强NK细胞的肿瘤免疫疗效

简介：韩国生物科学与生物技术研究所的Tae-Don Kim教授、Inpyo Choi教授和韩国成均馆大学的Yong Taik Lim教授合作设计开发了一种基于透明质酸（HA）构建的的三维多聚支架，该支架具有大量利于细胞扩增的多孔龛状结构，简称3D-ENHANCE。该支架为体外NK细胞扩增和肿瘤术后治疗提供了有效的无细胞因子微环境，增强了NK细胞的肿瘤免疫疗效。相关论文“A three-dimensional hyaluronic acid-based niche enhances the therapeutic efficacy of human natural killer cell-based cancer immunotherapy”发表于杂志Biomaterials上。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.119960

 12.生物3D打印胶质母细胞瘤微环境模拟细胞依赖性和免疫相互作用

简介：美国加利福利亚大学的Jeremy N. Rich、Qi Xie、Shaochen Chen团队利用生物3D打印来构建胶质母细胞细胞和其他基质细胞的共培养模型，或制造HA水凝胶来模拟脑细胞外基质。首次报道了基于人体细胞的3D胶质母细胞瘤模型来概括复杂肿瘤微环境，包含正常大脑，免疫组分，基质组分，以及细胞外基质中必要的机械和生化刺激。相关论文“Three-dimensional bioprinted glioblastoma microenvironments model cellular dependencies and immune interactions”发表于杂志Cell Research上。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41422-020-0338-1

13.载免疫细胞微球实现肿瘤原位治疗

简介：浙江大学转化医学研究院王书崎教授课题组和南京大学鼓楼医院赵远锦教授课题组、香港理工大学赵昕教授课题组合作，采用微流控电喷技术制备出大量稳定、均一的水凝胶微球，将具有持续性分泌细胞毒效应因子和直接杀伤肿瘤能力的NK-92MI细胞包裹至海藻酸钙水凝胶微球内，并将其用于原位注射治疗肿瘤。制备的水凝胶微球可以在体内潜在地保护封装的NK-92MI细胞，减小肿瘤微环境的抑制和宿主免疫系统的排斥作用。这些特性使包裹NK细胞的多孔微球能够满足当前的临床需求，并为免疫疗法开辟了一个新领域。相关论文“NK-Cell-Encapsulated Porous Microspheres via Microfluidic Electrospray for Tumor Immunotherapy”发表于杂志ACS Applied Materials &Interfaces上。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.9b12816

14.胶质母细胞瘤体外3D模型的长期药效评价

简介：特洛伊伦斯勒理工学院的Xavier Intes团队和美国波士顿东北大学的Guohao Dai团队开发了一个集成平台，该平台能够生成（1）一个具有灌注血管通道的体外3D-GBM模型，该模型允许长期培养和药物输送，（2）一个能够使研究人员在整个体外模型上无创地评估纵向荧光信号的3D成像系统-2GMFMT（介观荧光分子层析成像）。相关论文“High-resolution tomographic analysis of in vitro 3D glioblastoma tumor model under long-term drug treatment”发表于杂志Science Advances上。

原文链接：https://doi.org/10.1126/sciadv.aay7513

15.生物3D打印重建具有肿瘤微环境的体外转移模型

简介：明尼苏达大学MichaelC.McAlpine和Angela Panoskaltsis-Mortari团队通过3D生物打印技术将活细胞、功能化生物材料和可编程释放的胶囊精确放置来构建肿瘤体。在基质细胞和生长因子的背景下，基于基质细胞和生长因子引导肿瘤细胞和内皮细胞迁移，建立了血管化肿瘤模型来模拟肿瘤扩散的关键步骤(侵袭、血管内渗和血管生成)。3D带血管的肿瘤组织提供了一个概念验证平台，可用于：i）从根本上探索肿瘤发展和转移的分子机制， ii）临床前鉴定治疗药物和筛选抗癌药物。相关论文“3D Bioprinted In Vitro Metastatic Models via Reconstruction of Tumor Microenvironments”发表于杂志Advanced Materials上。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.201806899

16.生物3D打印迷你脑组织-胶质母细胞瘤模型

简介：荷兰特文特大学的Jai Prakash和Marcel Alexander Heinrich教授团队用生物3D打印技术，将大量肿瘤细胞纳入由巨噬细胞组成的迷你脑组织中，研究了细胞间密切相互作用导致巨噬细胞与肿瘤细胞的表型改变，并应用该模型于检测传统化疗及巨噬细胞调节药物的治疗效果。相关论文“3D-BioprintedMini-Brain: A Glioblastoma Model to Study Cellular Interactions and Therapeutics”发表于杂志Advanced Materials上。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.201806590

17.三维GelMA微孔阵列：探索刚度依赖性基质细胞与肿瘤的相互作用

简介：诺特丹大学Pinar Zorlutuna团队开发了一个仿生培养平台来研究细胞外基质硬度对肿瘤-基质细胞相互作用的影响，研究采用微模压技术，并使用不同交联度的甲基丙烯酸明胶（GelMA）制备了具有可调刚度的基质细胞载微孔阵列，同时考虑ECM刚度以及存在于乳腺组织中的基质细胞，以建立组织特异性癌症模型，具体研究了其对基质细胞脂肪形成程度的影响，相关论文“Stromal cell-laden 3D hydrogel microwell arrays as tumor microenvironment model for studying stiffness dependent stromal cell-cancer interactions”发表于杂志Biomaterials上。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.04.001

18.一种包含生物打印血管和淋巴管的肿瘤芯片

简介：哈佛大学Yu Shrike Zhang教授课题组通过将生物3D打印的血管和淋巴管放置于模拟3D肿瘤微环境的水凝胶基质中，构建了一个可以模拟肿瘤微环境中某些药物化合物复杂运输机制的体外肿瘤模型，不同的血管/淋巴管组合以及癌细胞的分布对生物分子和抗癌药物展现出完全不同扩散曲线。这一体外模型将用于研究在抗肿瘤药物筛选的过程中，肿瘤微环境内血管和淋巴管的动力学和相互作用。相关论文“A Tumor-on-a-Chip System with Bioprinted Blood and Lymphatic Vessel Pair”发表于杂志Advanced Functional Materials上。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.201807173