隨著科技的不斷發(fā)展,醫(yī)療水平也在不斷的進(jìn)行提高。而面對人類健康的頭號殺手—腫瘤,一切的研究隨之而來??茖W(xué)家在研究腫瘤轉(zhuǎn)移時,需要超微小的腫瘤細(xì)胞團(tuán),這在過去,則是一項很大的成本支出,對人力的要求也是幾近嚴(yán)苛。不過,現(xiàn)在這一情況將得到改變。近日,英國萊斯大學(xué)研究團(tuán)隊?wèi)?yīng)用3D打印與開源激光技術(shù),可望將制造微小腫瘤細(xì)胞團(tuán)的成本降低9成,并能大量生產(chǎn)。
研究人員在研究這個項目時,需要微小腫瘤細(xì)胞團(tuán)大約含 50 到 100 個細(xì)胞,這在過去,研究人員需要用滴管一滴滴的吸起細(xì)胞滴在培養(yǎng)皿上,這個做法十分耗時耗力,而且因為是人工操作,滴出來的成品變量很大,產(chǎn)量也很小,當(dāng)某些大規(guī)模實驗需要數(shù)千個細(xì)胞團(tuán)時,傳統(tǒng)做法根本不能滿足需求。
相對于上述辦法,比較有效率的辦法是,一口氣把腫瘤細(xì)胞涂到上頭有無數(shù)微小小洞的培養(yǎng)皿上,這些微小小洞成為細(xì)胞的“坑”,一個蘿卜一個坑,之后單一細(xì)胞在坑里頭長成微小細(xì)胞團(tuán),如此一來就能一口氣制備數(shù)千個微小細(xì)胞團(tuán),不過,雖然目前市場上已經(jīng)有打洞培養(yǎng)皿出售,但價格卻相當(dāng)昂貴,且洞的形狀大小只有固定幾種,但實驗有時需要各種不同形狀大小的洞,所以這對研究人員來說,也是一種限制。
雖然困難重重,但萊斯大學(xué)生物工程學(xué)研究團(tuán)隊決定 踐行“自己動手,豐衣足食”的理念,他們找來二氧化碳激光,這款激光設(shè)備平時主要用來燒刻獎杯、珠寶、玩具、壓克力或是其他商品,團(tuán)隊改寫開源軟件來控制這款設(shè)備。研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),可以用微秒激光脈沖在聚二甲基硅氧烷(PDMS)基板上打出錐形的小洞,這種兼錐形狀的小洞非常利于讓癌細(xì)胞掉到洞底,很容易制備小細(xì)胞團(tuán);聚二甲基硅氧烷又稱有機(jī)硅,特性是透明、惰性、無毒、不易燃,常用于生物微機(jī)電系統(tǒng)、隱形眼鏡等,對細(xì)胞沒有毒性,因此適合用來培養(yǎng)細(xì)胞團(tuán)。
當(dāng)脈沖激光橫掃過基板表面時,就象是機(jī)關(guān)槍掃射一樣,會自動打出一個個固定間格的“彈孔”,用這種方式,只需要僅僅的 30 美元成本,就可以打出 10 萬個小洞,成本只是占到了過去成本的十分之一。此外,若想改變洞的深度與錐形的形狀,只需要調(diào)整激光的輸出功率,以及脈沖的時間間格即可,輔以計算機(jī)模擬事先分析,很容易根據(jù)實驗的需求打造出所需要的小洞。
為了讓有需求的其他實驗室共享研究成果,研究團(tuán)隊將所使用的軟件,于云端版本管理平臺 Github 上分享其開源項目;另一方面,針對缺乏足夠技術(shù)能力,不知如何使用該軟件,或是沒有能力購買并改裝激光的實驗室,研究團(tuán)隊則以3D 打印做出一組布滿錐形針的聚氨酯模型,需要的實驗室,取得這個“針山”模型后,把硅膠倒上針山,就能做出有無數(shù)錐形小洞的基板。
對于此次研究團(tuán)隊把研究成果免費分享出來,其希望這些研究成果能夠協(xié)助全球各國的其他研究者,更快解開腫瘤轉(zhuǎn)移的秘密。