今(25)日，國衛院生醫工程與奈米醫學研究所董國忠副研究員研究團隊分享其研發出「新穎體外三維癌細胞培養技術」，運用新材質多孔性骨支架並合併數個骨微環境開發出「癌組織工廠」，縮短體外培養成腫瘤組織的時間，例如14天可在體外培養0.6公分的胰臟癌腫瘤組織。

此研究成果已於2022年發表於國際期刊，2024年8月起開放接受「測試藥物腫瘤組織學體外評估」委託研究服務。同時，已進入專利審查中，並完成大量樣品測試，可在實驗室內同時測試60個樣品，並與生技公司洽談技術轉移，共同開發「細胞治療的個人化醫學」。

目前的細胞培養方法是將人體細胞取出後培養於二維的培養皿中，細胞平行貼附於培養皿底部單層生長，細胞與細胞之間彼此接觸貧乏，不僅缺乏大量細胞外基質(extracellular matrix, ECM)，更少了細胞在人體內的組織特性，如細胞低密度聚集以及細胞排列所造成對外物的阻力與抗力等，與體內環境差異很大，細胞實驗時無法準確評估在體內的狀態。

而董國忠研究團隊開發的「體外三維培養癌細胞技術」分為支架法、非支架法、微流道法與磁珠法等四種，其中以支架法的穩定性較好，在實際應用中最被接受。支架法利用組織工程原理，將癌細胞培養於多孔性的支撐物孔洞內，於動態環境下長時間培養，缺點是細胞形態較不規則且生長緩慢，並產生大量胞外物質，結合成較大的軟性組織。

研究團隊以磷酸鈣與明膠製作成多孔性骨支架，與癌細胞具有良好相容性，與生物反應器結合用於癌細胞的三維培養，研究結果顯示，乳癌細胞於支架內部孔壁良好貼附生長。

此外，利用此骨微環境可促進癌細胞形成富含細胞外基質的腫瘤組織，包括骨蛋白、骨鈣、基質硬度等；研究團隊將其運用於體外培養胰臟癌腫瘤組織，並以核磁共振影像獲得腫瘤完整的三維影像，證實14天培養成功獲得0.6公分的腫瘤組織。

國衛院指出，此次研發的培養技術可縮短形成腫瘤組織所需的時間，且能獲得直徑約1公分的大尺寸腫瘤組織，此系統產生的人造腫瘤具有高密度胞外基質，可呈現藥物在腫瘤內的浸潤現象，有利於在體外更真實模擬腫瘤在活體內的狀態，可望縮短細胞測試與動物試驗的落差。未來不僅可落實個人化醫療，也可幫助新藥開發。

(報導/李林璦)