國內知名肺癌治療專家陳晉興，為了解決病人氣管重建上的臨床未滿足需求，在臺大推動再生醫學計畫下，領導團隊開發「幹細胞＋3D列印人工材質」的仿生氣管，近期，又成功重現法國的組織工程研究，讓亞洲第一例「主動脈組織工程氣管移植」手術，成功在臺大執行。

撰文、攝影/巫芝岳

今年初，臺大醫院宣布完成了亞洲首例「主動脈組織工程氣管移植」手術，這項運用異體「主動脈」作為氣管支架，且可進一步在人體幹細胞的「再生」機制下，形成類似氣管結構的創舉，是近年臺灣在再生醫學史的重大突破。

主持這項計畫的胸腔外科醫師陳晉興，長期從事肺癌治療與研究，是國內相當知名的肺癌治療專家，但他多年來同時投入氣管再生研究，領導臺大團隊。

從人工材料搭配幹細胞的氣管、到異體主動脈組織工程氣管移植等研發，也成功完成第一例人體試驗。

氣管重建/移植艱難 具龐大未滿足需求

陳晉興開門見山表示，「在胸腔外科中，『以外科手術切除部分氣管』是我們常見的一項手術，當病人因為腫瘤或其他疾病，導致氣管狹窄時，就必須切除狹窄部位的氣管，再進行重建。」

陳晉興說，若只是切除氣管一小段，只要將上下段直接接合就好，但如果切除長度太多，就必須用一段外來材料來相接，此時，材料的選擇就相當關鍵。

陳晉興指出，過去已有許多利用高分子材料打造的人工氣管，但由於氣管組成複雜，裝上人工氣管後，也容易有感染、接口處裂開、氣管移位，或身體排斥外來物等問題，因此，效果一直不夠理想。他進一步說明，氣管的構造必須在沒有空氣通入時，仍能保持管狀，因此，必須有軟骨組織支撐，且為了以痰液排除外來異物，內壁必須佈滿有纖毛構造的黏膜細胞；所以，不像食道缺損，可以用腸道或胃部來填補那樣簡單。

而若是考慮用捐贈者器官移植方式，由於氣管周圍有幾十條極細的血管包圍，構造不像心臟、腎臟，有很粗的管道(血管或輸尿管)連接，只要將捐贈者的器官接上血管和輸尿管即可。因此，食道器官移植難度非常高，即便移植成功，病人還得吃一輩子的抗排斥藥物。

不過，近十年來再生醫學、幹細胞技術興起，可說為這項難解的臨床問題，帶來一線轉機。

陳晉興也因為看到這項機會，加上研究經費的挹注下，於是果斷地率團隊全力投入「以再生技術修復氣管」研究。

幹細胞＋人工材質仿生氣管 開發難度極高

不過，如同前述氣管的複雜性，要使用再生醫學材料重建氣管，也同樣不容易。

陳晉興分享，約在2011年，瑞典卡羅琳學院(Karolinska Institute)的幹細胞專家—義大利籍醫師Paolo Macchiarini，以患者骨髓幹細胞和鼻黏膜

細胞，與人造的氣管支架共同在體外培養，開發出彷彿真實氣管構造，具有由幹細胞分化出的軟骨，和黏膜上皮細胞的人工氣管，也進行了首例移植到人體的試驗。

「在2011~2014年間，Macchiarini共完成了9例人體...