抢搭再生医疗列车 国卫院开发预血管化组织 瞄准糖尿病疾病

(图左起:国卫院细胞系统所林秀芳所长、清大化工所王洁副教授、国卫院细胞系统所蒋伟程博士后研究员、梁赓义院长。图/国卫院提供)

抢搭再生医疗列车,国卫院21日宣布,成功开发出结合干细胞与3D列印支架之高通透性「预血管化组织构建体」,将可帮助糖尿病周边血管阻塞或其他缺血性疾病治疗,未来亦可成为体外不同组织或器官工程所需之血管系统并与其它种类细胞进行搭配开发出人造组织或器官。

该研究是由国卫院细胞及系统医学研究所所长林秀芳与清华大学化学工程学系王洁副教授所带领的团队合作开发,成果已提出专利合作条约(PCT)与中华民国专利申请,并于2021年7月刊登在国际期刊《Biofabrication》。

国卫院表示,现代医学科技持续进步,但要修复或取代已失去功能的器官仍十分困难。如何使受损或失去的人体组织再生,除得以解决器官移植的问题外,更让再生医学领域更具多元的医疗应用性,组织工程与再生医学相关研究为此带来一线曙光。然在研发过程常因欠缺足够的血管细胞或缺少合适的生物支架,导致内部物质的传递极受扩散性的影响,限制了复杂的生物组织建构。因此,如何预先建立精准血管网路系统是发展人造器官上极其重要之课题。

国卫院携手清大研究团队,采用可光固化兼具生物相容性与降解性之高分子材料—聚癸二酸甘油酯丙烯酸[poly (glycerol sebacate) acrylate, PGSA],配合新兴3D列印(3D printing)技术,以六角微米边框搭配旋转阶梯式构想并改良加上侧边之孔洞,不仅提升细胞贴附面积同时亦增加垂直与水平通透率,借此提供一个高细胞贴附率与高通透性之微环境。

在研究过程中发现优化后的PGSA相较于其它候选之生物材料更具备促进血管前趋细胞分化成血管内皮细胞之能力,于是进一步结合干细胞分化后之血管前趋细胞与3D列印之PGSA立体支架经诱导成血管内皮细胞之程序,建构出「预血管化组织构建体」。在治疗缺血性创伤动物实验发现,移植此构建体在与受伤部位组织结合后,以非侵入式雷射散斑对比影像分析,显示移植部位有血流蓄积情形,且由组织化学染色进一步证实移植此构建体相较于其它组别,能显著促进受损部位的血管生成。

「预血管化组织构建体」提供一个血管新生的新颖技术,不仅可帮助如糖尿病周边血管阻塞或其他缺血性疾病之治疗,未来亦可成为体外不同组织或器官工程所需之血管系统并与其它种类细胞进行搭配开发出人造组织或器官,作为药物测试或器官移植之用,让再生医学领域更具多元的医疗应用性。