学研联手结合干细胞及3D列印 建构预血管化组织成形

一旦人体损坏或受到伤害时，必须借由移植器官来修复或取代已失去功能，但除了器官取得的来源不容易，而组织工程与再生医学相关研究可为再生医学领域多元的医疗应用提供莫大的助力。

国卫院细胞及系统医学研究所与清华大学化工系的合作研究团队，共同开发出结合干细胞与3D列印支架的高通透性「预血管化组织构建体」

由国家卫生研究院细胞及系统医学研究所所长林秀芳研究员与国立清华大学化学工程学系王洁副教授所带领合作研究团队，共同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」，此研究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》。

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。预先建立精准血管网路系统是发展人造器官上极其重要的课题。

研究团队必须先克服血管细胞数量稀少以及来源取得不易的难题。团队将干细胞(stem cell)增殖并分化成血管前趋细胞，接续诱导成血管内皮细胞并鉴定其性质。同时有鉴于传统制备细胞培养支架的方法较难控制支架的精细结构，导致产生过多的孔隙或可供细胞附着的表面积不足，团队采用可光固化兼具生物相容性与降解性的高分子材料—聚癸二酸甘油酯丙烯酸(PGSA)配合3D列印技术，以六角微米边框搭配旋转阶梯式构想并改良加上侧边的孔洞，提升细胞贴附面积且增加垂直与水平通透率，借此提供高细胞贴附率与高通透性的微环境。

在研究过程中发现优化后的PGSA比其他的生物材料更具备促进血管前趋细胞分化成血管内皮细胞的能力，也进一步结合干细胞分化后的血管前趋细胞与3D列印之PGSA立体支架经诱导成血管内皮细胞的程序，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，移植此构建体与受伤部位组织结合，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能够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，并与其他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。

想了解更多研究论文内容，请浏览：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1758-5090/ac1259