一旦人體損壞或受到傷害時，必須藉由移植器官來修復或取代已失去功能，但器官取得的來源並不容易，而組織工程與再生醫學相關研究可為再生醫學領域多元的醫療應用提供莫大的助力。

國衛院細胞及系統醫學研究所與清華大學化工系的合作研究團隊，共同開發出結合幹細胞與3D列印支架的高通透性「預血管化組織構建體」

由國家衛生研究院細胞及系統醫學研究所所長林秀芳研究員與國立清華大學化學工程學系王潔副教授所帶領合作研究團隊，共同開發出結合幹細胞與3D列印支架之高通透性「預血管化組織構建體」，此研究成果已提出專利合作條約(PCT)與中華民國專利申請，並於2021年7月刊登在國際期刊《Biofabrication》。

在研發過程常因欠缺足夠的血管細胞或缺少合適的生物支架，導致內部物質的傳遞極受擴散性的影響，限制了複雜的生物組織建構。預先建立精準血管網路系統是發展人造器官上極其重要的課題。

研究團隊必須先克服血管細胞數量稀少以及來源取得不易的難題。團隊將幹細胞(stem cell)增殖並分化成血管前趨細胞，接續誘導成血管內皮細胞並鑑定其性質。同時有鑑於傳統製備細胞培養支架的方法較難控制支架的精細結構，導致產生過多的孔隙或可供細胞附著的表面積不足，團隊採用可光固化兼具生物相容性與降解性的高分子材料—聚癸二酸甘油酯丙烯酸(PGSA)配合3D列印技術，以六角微米邊框搭配旋轉階梯式構想並改良加上側邊的孔洞，提升細胞貼附面積且增加垂直與水平通透率，藉此提供高細胞貼附率與高通透性的微環境。

在研究過程中發現優化後的PGSA比其他的生物材料更具備促進血管前趨細胞分化成血管內皮細胞的能力，也進一步結合幹細胞分化後的血管前趨細胞與3D列印之PGSA立體支架經誘導成血管內皮細胞的程序，建構出「預血管化組織構建體」。在治療缺血性創傷動物實驗發現，移植此構建體與受傷部位組織結合，以非侵入式雷射散斑對比影像分析，顯示移植部位有血流蓄積情形，且由組織化學染色進一步證實移植此構建體能夠顯著促進受損部位的血管生成。

「預血管化組織構建體」提供一個血管新生的新穎技術，不僅可幫助如糖尿病周邊血管阻塞或其他缺血性疾病治療，未來亦可成為體外不同組織或器官工程所需之血管系統，並與其他種類細胞進行搭配開發出人造組織或器官，作為藥物測試或器官移植之用，讓再生醫學領域更具多元的醫療應用性。

想了解更多研究論文內容，請瀏覽：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1758-5090/ac1259