他们用生物3D打印技术让肿瘤治疗获得新突破

治疗药物好不好用先在肿瘤“活体替身”上试一试

癌症已成为全球健康领域的核心挑战。据世界卫生组织统计，癌症占全球死亡人数的比例已超过20%，这意味着每五个离世的人中，就有一个是被癌症无情夺走生命。

在癌症治疗的过程中，传统标准化治疗因忽视肿瘤个体差异，导致药物在实际应用中的有效率不足30%。有没有一种方法先在体外模拟治疗肿瘤的战场，在确定哪些药物有效之后再精准实施打击？

这是摆在生物医学3D打印技术企业，杭州捷诺飞生物科技股份有限公司（以下简称捷诺飞）面前的一个挑战。目前，生物3D打印技术与类器官技术的融合，正为肿瘤研究、药物开发及临床治疗开辟全新路径，也为攻克癌症带来了前所未有的机遇。

3D打印肿瘤的“活体替身”

在捷诺飞的三维打印实验室里，一台Regenovo Bio-Architect生物3D打印机正在精密运作。这台机器利用生物墨水封装肿瘤细胞，层层堆叠间，让一个毫米级的肿瘤类器官逐渐成形——这个微缩版的“肿瘤模型”，不仅建立了与原发灶相似的结构形态，还能更真实地再现肿瘤微环境中的缺氧和代谢异常特征。

肿瘤类器官，是一种利用患者肿瘤细胞在体外培养形成的三维细胞模型，能够模拟真实肿瘤的组织结构、基因特征及药物响应，为癌症研究、药物筛选及个性化治疗提供重要工具。

在捷诺飞，王玲博士和团队已经对该项技术研究了数年。

2013年，杭州捷诺飞生物科技股份有限公司正式创立，这是一家由多位顶尖科学家共同创建、专业提供生物医学领域3D打印技术综合解决方案的高新技术公司。

彼时，王玲以专家身份加入团队。10年间，从基础研究到产业化应用，该团队始终围绕生物医学领域的“卡脖子”问题寻求解决方法。

“肿瘤的异质性和耐药性是导致药物治疗失败的主要原因。”王玲解释，“传统治疗方式往往采用标准化疗法，但不同患者，甚至同一患者的不同肿瘤部位，其遗传特征和药物反应都可能存在显著差异。通过类器官技术，可以从患者体内取出肿瘤组织，在体外培养出与原始病灶基因特征、药物响应高度一致的‘活体替身’，进而进行药物筛选和个性化治疗方案设计。”

通过生物3D打印技术逐层堆积生物材料与细胞，实现了复杂组织结构的精准构建，为肿瘤研究提供了高保真体外模型。

三维光源成像实现器官精准“复制”

每个患者的肿瘤都有自身特点，如何确保3D打印的组织器官与原器官高度一致，关键在于突破传统检测技术的局限。

目前，传统检测技术面临两大瓶颈：一是空间分辨率不足，光学显微检测仅能获取组织表面信息，无法穿透三维结构；二是破坏性检测，生化检测需破坏样本，导致关键形态信息丢失。

既然肿瘤类器官是跨尺度（几十微米至几毫米）的活体模型，自然对检测技术的精度和速度提出了更高要求。

王玲团队通过光学检测技术的创新，提出了跨尺度的生物架构成像与多维感知分析新技术，解决了生物3D打印领域长期存在的“三维结构精准捕捉”等难题。

通过光学相干断层扫描（OCT）系统，实现对类器官的无损、高速、立体检测。该技术不仅可实时捕捉肿瘤组织的三维结构，还能结合药筛实验数据，预测药物在体内的反应，为个性化治疗提供了科学依据。

技术突破的背后是无数次实验失败。团队成员研究生小李回忆，为解决高通量信号处理难题，团队连续三个月高强度工作，最终通过AI算法优化将数据处理速度大幅提升。

企业的实际需求推动我们不断细化问题，也催生了新的科学发现。这种“问题导向”的创新模式，催生了200多项国内外专利（含3项国际专利），相关成果发表在《Cell》杂志，引发国际关注。

• 1
• 2
• 下一页
• 全文阅读