异质性肿瘤是指肿瘤中有不止一种癌细胞，通常以不可预测的模式分散。来自加拿大滑铁卢大学等机构的研究人员介绍说，传统上医生会对患者肿瘤进行活检，提取细胞，然后在实验室的培养皿中培养研究。但近些年人体试验中反复出现的治疗失败案例让科学家意识到，2D模型并不能全面反映体内真实的肿瘤结构。新研究通过创建3D模型来解决这一问题，该模型不仅反映了肿瘤的复杂性，还模拟了肿瘤周围环境。
首先，研究团队开发出聚合物微流控芯片。这是一种蚀刻有通道的微小结构，可以模拟肿瘤周围血液等的流动。接下来，他们培养了多种类型的癌细胞，并将这些细胞培养物悬浮在一种定制的“生物墨水”中，旨在保持细胞培养物活性。最后，他们利用打印有机材料的挤出式生物3D打印机，将不同类型癌细胞分层到制备好的微流控芯片上，就可以得到一个异质性肿瘤的3D模型。科学家可以用它来测试不同治疗方案，比如各种化疗药物等。
研究团队介绍说，他们对创建复杂的乳腺癌3D模型尤其感兴趣。在各种癌症中，乳腺癌的治疗特别具有挑战性，因为它在转移时表现为包含多种类型细胞的复杂肿瘤。如果仅依靠一两次活检进行诊断，可能会让治疗方案无效。研究人员认为，3D打印的肿瘤模型表明，新技术有助于为晚期乳腺癌等严重癌症提供更快、更便宜、更少痛苦的治疗方案。
