随着科技的不断发展,医疗水平也在不断的进行提高。而面对人类健康的头号杀手—肿瘤,一切的研究随之而来。科学家在研究肿瘤转移时,需要超微小的肿瘤细胞团,这在过去,则是一项很大的成本支出,对人力的要求也是几近严苛。不过,现在这一情况将得到改变。近日,英国莱斯大学研究团队应用3D打印与开源激光技术,可望将制造微小肿瘤细胞团的成本降低9成,并能大量生产。
研究人员在研究这个项目时,需要微小肿瘤细胞团大约含 50 到 100 个细胞,这在过去,研究人员需要用滴管一滴滴的吸起细胞滴在培养皿上,这个做法十分耗时耗力,而且因为是人工操作,滴出来的成品变量很大,产量也很小,当某些大规模实验需要数千个细胞团时,传统做法根本不能满足需求。
相对于上述办法,比较有效率的办法是,一口气把肿瘤细胞涂到上头有无数微小小洞的培养皿上,这些微小小洞成为细胞的“坑”,一个萝卜一个坑,之后单一细胞在坑里头长成微小细胞团,如此一来就能一口气制备数千个微小细胞团,不过,虽然目前市场上已经有打洞培养皿出售,但价格却相当昂贵,且洞的形状大小只有固定几种,但实验有时需要各种不同形状大小的洞,所以这对研究人员来说,也是一种限制。
虽然困难重重,但莱斯大学生物工程学研究团队决定 践行“自己动手,丰衣足食”的理念,他们找来二氧化碳激光,这款激光设备平时主要用来烧刻奖杯、珠宝、玩具、压克力或是其他商品,团队改写开源软件来控制这款设备。研究团队发现,可以用微秒激光脉冲在聚二甲基硅氧烷(PDMS)基板上打出锥形的小洞,这种兼锥形状的小洞非常利于让癌细胞掉到洞底,很容易制备小细胞团;聚二甲基硅氧烷又称有机硅,特性是透明、惰性、无毒、不易燃,常用于生物微机电系统、隐形眼镜等,对细胞没有毒性,因此适合用来培养细胞团。
当脉冲激光横扫过基板表面时,就象是机关枪扫射一样,会自动打出一个个固定间格的“弹孔”,用这种方式,只需要仅仅的 30 美元成本,就可以打出 10 万个小洞,成本只是占到了过去成本的十分之一。此外,若想改变洞的深度与锥形的形状,只需要调整激光的输出功率,以及脉冲的时间间格即可,辅以计算机模拟事先分析,很容易根据实验的需求打造出所需要的小洞。
为了让有需求的其他实验室共享研究成果,研究团队将所使用的软件,于云端版本管理平台 Github 上分享其开源项目;另一方面,针对缺乏足够技术能力,不知如何使用该软件,或是没有能力购买并改装激光的实验室,研究团队则以3D 打印做出一组布满锥形针的聚氨酯模型,需要的实验室,取得这个“针山”模型后,把硅胶倒上针山,就能做出有无数锥形小洞的基板。
对于此次研究团队把研究成果免费分享出来,其希望这些研究成果能够协助全球各国的其他研究者,更快解开肿瘤转移的秘密。