Stratasys爲英國癌症研究院提供3D打印解決方案,讓癌細胞蛋白(bái)“無所遁形”

2022.10.31Stratasys/文

Craig Cummings是一(yī)名工(gōng)程師,自1988年以來一(yī)直緻力于癌症研究,負責運營癌症研究所(ICR)的3D打印實驗室,并且在倫敦擔任其臨床合作夥伴Royal Marsden NHS基金會信托的研究與設計工(gōng)作室經理。

Craig帶領一(yī)支四人團隊,使用Stratasys 3D打印機制作一(yī)系列醫療器械、模型和設備,并與Amin Mirza(從 2000年便開(kāi)始與Craig共事的分(fēn)析化學家)等研究人員(yuán)合作,支持ICR和Royal Marsden的癌症研究與治療方案開(kāi)發工(gōng)作。

ICR在癌症治療方案研發方面是全世界最成功的學術機構。他們的主要重點是使用手術和放(fàng)射的方法來對腫瘤進行成像和切除,并開(kāi)發化學療法,在生(shēng)化層面治療癌症。Craig的團隊幫助ICR朝着這個目标取得了顯著進展。

2005年至今,ICR研究人員(yuán)就研發了20多種候選藥物(wù),其中(zhōng)11種進入臨床開(kāi)發階段。ICR與The Royal Marsden一(yī)起,牽頭進行放(fàng)射治療試驗,促進臨床試驗轉型。在ICR研發的前列腺癌藥物(wù)阿比特龍大(dà)獲成功,每年在全球的銷售額超過25億美元。

現在,Craig與Amin借助3D打印技術進一(yī)步突破藥物(wù)研發,幫助研究人員(yuán)在在癌症藥物(wù)靶向過程中(zhōng)在生(shēng)化水平上将蛋白(bái)可視化。

團隊已經使用新款J5系列3D打印機制作出一(yī)個史無前例的模型,可以精确描繪正在開(kāi)發的新藥物(wù)在靶向癌細胞中(zhōng)的蛋白(bái)。研究人員(yuán)可以參考該模型設計一(yī)款可進入蛋白(bái)并殺死癌細胞的藥物(wù)化合物(wù)。

“癌細胞内的蛋白(bái)不是僵硬的,它們結構複雜(zá)且非常柔韌,要設計一(yī)種大(dà)小(xiǎo)、形狀和化學性質匹配的化合物(wù)來進入蛋白(bái)會非常困難。在藥物(wù)研發方面,我(wǒ)(wǒ)們正在努力研發能進入蛋白(bái)質結構中(zhōng)的相關縫隙或凹槽以阻止蛋白(bái)質工(gōng)作的藥物(wù)。”

                                                                                                                                                                                                                       ——Amin Mirza博士

                                                                                                                                                                                                                                          MRSC

                                                                                                                                                                                                      癌症研究所結構化學團隊負責人

使用過去(qù)基于打印絲材的技術時,Craig、Amin和他們的團隊隻能制作出簡化版的剛性模型,分(fēn)辨率欠佳,看起來就像“一(yī)堆泡泡黏在一(yī)起”。但有了J5系列,該3D打印工(gōng)作室可以精确複制細節精緻的蛋白(bái),帶有帶狀、鏈狀和螺旋狀結構。


“要理解這些蛋白(bái)的動态特性和它們内部的空隙,僅靠想象力是不行的,可視化非常重要,它讓癌症研究人員(yuán)可以設計出一(yī)種化合物(wù)來瞄準這些凹槽,破壞蛋白(bái)的功能,從而阻止癌細胞複制。3D建模使我(wǒ)(wǒ)們能夠在生(shēng)物(wù)分(fēn)子水平上看到細胞蛋白(bái)的内部及其周圍。”

                                                                                                                                                                                                                      ——Amin Mirza博士

                                                                                                                                                                                                                                         MRSC

                                                                                                                                                                                                      癌症研究所結構化學團隊負責人

2021年,ICR在已有Stratasys Eden350打印機的基礎上購入新型J5系列來打印解剖模型、導闆和模具。

“曾經,我(wǒ)(wǒ)們在計算化學與生(shēng)物(wù)學實驗室的計算機上可視化細胞蛋白(bái),全新3D打印技術讓我(wǒ)(wǒ)們可以将這些細胞蛋白(bái)拿在手中(zhōng),這些模型将會是下(xià)一(yī)代癌症研究人員(yuán)寶貴的工(gōng)具。”

                                                                                                                                                                                                                      ——Craig Cummings

                                                                                                                                                                                                                                         工(gōng)程師

                                                                                                                                                                                                               癌症研究院3D打印實驗室

                                                                                                                                                                                                                   研究與設計工(gōng)作室經理


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