河南科技大学科研团队介绍了一种 利用先进的三维(3D)细胞培养技术改进食管癌(EC)药物检测的新方法。作者利用反蛋白石水凝胶支架在芯片上创建了肿瘤球体模型，以更好地模拟肿瘤的体内环境。这一创新平台通过模拟癌细胞在体内遇到的生理条件，可以更准确地评估化疗药物。

食管癌是最常见的癌症之一，每年全球造成45万人。目前，手术是治疗局部肿瘤的主要方法。同时，对于整体状况较差、失去手术机会的晚期患者，化疗是主要的治疗选择。然而，食管癌化疗药物的开发仍处于早期阶段。常规药物开发通常使用二维单层细胞进行体外实验，其在形态和功能上与天然状态下的细胞有显著差异。

现今的化疗药物因药物研发平台的限制，差异性明显，且反应率较低，这是无法忽视的问题。因此，开发一个能够模拟人体健康和患病生理状态的细胞水平平台，对于化疗药物的研发至关重要。

解决方案：研究人员利用微流控乳液法创建了一种抗蛋白石水凝胶支架，适用于形成源自 EC 的肿瘤球。然后，他们设计了一个包含 PEGDA 水凝胶支架的多通道微流控芯片。支架在微流控芯片内的集成显示了其高通量应用的潜力。该芯片可以比较各种化疗药物对 3D 细胞球形态变化和细胞内癌症相关因素的影响。这种方法促成了一种化疗药物筛选系统的实现，该系统可以用低药物剂量刺激 3D 细胞。

未来展望：近年来，用于3D细胞培养的支架材料不断增多，包括合成高分子材料和各种天然生物材料，这些材料表现出更好的生物相容性和适应性，在药物筛选中得到广泛应用，但其在长期培养过程中的稳定性和生物降解性仍需进一步优化。

影响：本研究提出了一种用于筛选食管癌化疗药物的微流控芯片。在实际使用中，它可以确保在微尺度上以 3D 模式同时筛选四种药物。这些独特的特性凸显了食管肿瘤球体作为先进药物筛选平台的潜力，在化疗药物开发领域具有重要的应用价值。该团队希望进一步完善芯片的设计和性能，使其应用​​于更广泛疾病的药物筛选，并促进与个性化医疗的更紧密结合。

这项研究最近发表在《材料未来》的在线版上，这是一本在跨学科材料科学研究领域享有盛誉的国际期刊。