今(21)日，國家衛生研究院舉辦記者會發表，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副教授王潔所帶領的合作研究團隊，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」，成果已於2021年7月刊登在國際期刊《Biofabrication》。

國衛院表示，目前全球器官捐贈面臨供不應求的問題，然而在人體組織再生相關研究上，人工生物組織內部物質的傳遞，常因欠缺足夠的血管細胞或缺少合適的生物支架，而極度受到擴散性的影響，對於建構複雜組織有所限制。因此，如何預先建立精準的血管網路系統，是發展人造器官上極其重要之課題。

國衛院和清大團隊首要克服的是血管細胞數量稀少以及來源取得不易之難題，團隊運用幹細胞增殖並分化成血管前趨細胞，接著誘導成血管內皮細胞並鑑定其相關性質。

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，或是可供細胞附著的表面積不足；因此，團隊採用可光固化兼具生物相容性與降解性之高分子材料——聚癸二酸甘油酯丙烯酸(poly (glycerol sebacate) acrylate, PGSA)，配合新興3D列印技術，以六角微米邊框搭配旋轉階梯式構想，並改良加上側邊孔洞。

此方法製造出的支架，不僅提升細胞貼附面積，同時亦增加垂直與水平通透率，藉此提供一個高細胞貼附率與高通透性的微環境。

在研究過程中，團隊發現優化後的PGSA相較於其他候選之生物材料，更具備促進血管前趨細胞分化成血管內皮細胞之能力，於是進一步結合3D列印之PGSA立體支架與幹細胞分化後之血管前趨細胞，經誘導成血管內皮細胞，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，移植此構建體與動物受傷部位組織結合後，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相較於其他組別，能顯著促進受損部位的血管生成。

國衛院表示，「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之治療，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。

國衛院表示，此研究成果已提出專利合作條約(PCT)與中華民國專利申請。