子宫癌作为全球女性第六大常见癌症，其标准治疗方案——手术切除肿瘤，往往会对患者的生育功能造成不可逆的损伤。尽管紫杉醇(Paclitaxel, PCX)和卡铂(Carboplatin, CBP)等化疗药物对子宫癌细胞有效，但目前尚无能够完全替代手术的标准化疗方案。此外，传统的全身化疗存在个体药代动力学差异大、副作用明显等问题。更关键的是，女性的子宫尺寸存在个体差异（如未产妇子宫平均尺寸约为71 mm × 45 mm × 33 mm，而经产妇则为91 mm × 52 mm × 41 mm），固定尺寸的宫内器械可能导致脱落或嵌入等并发症。因此，开发一种能够根据患者子宫解剖结构和疾病阶段进行个性化调整的局部给药系统，成为提高子宫癌治疗效果、保护生育功能的重要研究方向。
在此背景下，来自土耳其哈西德佩大学纳米技术与纳米医学系的Cem Varan、Davut Aksüt、Murat Şen和Erem Bilensoy等研究人员在《European Journal of Pharmaceutical Sciences》上发表了一项创新性研究，他们利用熔融长丝制造(Fused Filament Fabrication, FFF)3D打印技术，成功开发了一种载有PCX和CBP双抗癌药物的个性化宫内节育器(Intrauterine Device, IUD)，为子宫癌的局部治疗提供了新策略。
研究人员采用了几项关键技术方法：利用FFF型3D打印技术实现IUD的几何形状和剂量个性化；通过环糊精(Cyclodextrin, CD)包合技术提高药物在打印过程中的稳定性和溶解度；使用差示扫描量热法(DSC)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对药物包合物和打印产品进行理化表征；通过体外药物释放研究评估药物的长期释放特性；采用L929小鼠成纤维细胞和HEC-1B子宫内膜腺癌细胞进行细胞毒性和抗癌功效评价；进行体内皮肤刺激性试验和离体生物粘附性及药物滞留研究，其中离体研究使用了从当地屠宰场获取的绵羊子宫组织。
3.1. 个性化IUD的设计
研究人员使用Autodesk Fusion 360软件设计了经典的"Y形"（30×30 mm）和环状"O形"（直径12 mm）两种IUD几何形状。通过调整三维尺寸缩放（X、Y、Z轴）、填充密度和选择不同挤出头，实现了IUD的尺寸个性化、剂量调整和联合治疗（单一IUD承载多种药物）目标。
3.2. 个性化IUD的打印
研究成功使用商业PETG和新开发的载药聚己内酯(Polycaprolactone, PCL)长丝打印出了结构完整的IUD。优化后的打印参数包括：挤出温度130°C、打印床温度40°C、打印速度5 mm/sec。通过双独立挤出头系统，成功制备了包含无药PCL、PCX:MβCD-PCL和CBP:MβCD-PCL三个区域的复合IUD，证明了联合治疗的可行性。
3.3. IUD的理化特性表征
厚度测量显示打印IUD与设计规格高度一致（约99%）。力学性能测试表明，载药IUD的机械性能显著增强，PCX:MβCD IUD的刚度（13 MPa）和强度（13.9 MPa）比无药IUD提高了一倍以上。DSC和FTIR分析证实药物以无定形态成功包合在CD中，且在打印过程中保持稳定。BET分析显示载药IUD具有更大的平均孔径（PCX:MβCD为63.64 Å，CBP:MβCD为57.24 Å），有利于药物释放。
3.4. 载药量和体外释放研究
HPLC分析证实IUD的实际载药量与理论值无显著差异（p > 0.05），表明打印过程未引起药物降解。体外释放研究表明，PCX在超纯水、PBS（pH 7.4）和柠檬酸盐缓冲液（pH 5.5）中均能持续控制释放超过9个月，而CBP的释放可持续4个月。
3.5. 体外细胞培养研究
无药IUD对L929小鼠成纤维细胞和HEC-1B子宫内膜腺癌细胞均无显著细胞毒性，细胞活力分别保持在88%和78%。载药IUD对HEC-1B癌细胞显示出显著抑制作用（细胞活力降低超过50%），效果与等量药物溶液相当。碱性彗星试验证实IUD提取物无基因毒性。
3.6. 体外降解研究
在PBS（pH 7.4）和柠檬酸盐缓冲液（pH 5.5）中，37°C下90天内IUD的质量损失仅为2%-5%，55°C加速降解条件下质量损失较高，表明PCL材料具有长期生物降解特性（通常为2-4年），适合长期植入应用。
3.7. 体内皮肤刺激性研究
根据TS EN ISO 10993-23:2021标准进行的家兔皮肤刺激性试验显示，无药和载药IUD的主要刺激指数(Primary Irritation Index, PII)均为0，属于"可忽略"刺激类别，证明IUD具有良好的生物相容性。
3.8. 离体研究
生物粘附性测试表明，PCX:MβCD IUD的粘附功显著高于无药IUD（p < 0.05）。在动态模拟子宫环境中进行的48小时药物滞留研究显示，PCX:MβCD IUD在48小时后仍保留了91%的药物，而CBP:MβCD IUD保留了54%的药物，这与体外释放研究中CBP的较快释放特性一致。
该研究成功证明，基于FFF的3D打印技术能够制备出几何形状和剂量可个性化调整的载药IUD，用于子宫癌的局部治疗。通过CD包合技术，解决了PCX和CBP在热加工过程中的稳定性和溶解度问题。全面的理化表征、体外细胞实验、体内安全性和离体功能研究均表明，这种个性化IUD具有良好的机械性能、可控释放特性、生物相容性和抗癌功效。特别是药物释放时间可达9个月（PCX）和4个月（CBP），满足长期治疗需求。虽然当前研究结果令人鼓舞，但向临床转化仍需进行长期的体内生物降解特性和系统药代动力学研究。这项工作为下一代妇科精准医疗奠定了坚实基础，展示了3D打印技术在个性化医疗设备制造中的巨大潜力。
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