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糖尿病、器官移植都有幫助 國衛院研發「預血管化組織」

2022/03/21 10:48

國衛院細胞系統所林秀芳所長、清大化工所王潔副教授、國衛院細胞系統所蔣偉程博士後研究員、梁賡義院長。(記者吳亮儀攝)

〔記者吳亮儀/台北報導〕要修復、取代已經失去功能的人體器官非常困難;國家衛生研究院今天發表新研究,與清華大學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」,可協助治療如糖尿病導致周邊血管、缺血性疾病,以及氣管移植等。

這項研究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清華大學化學工程學系副教授王潔的團隊。研究團隊指出,首要克服血管細胞數量稀少以及來源取得不易的難題,他們利用幹細胞(stem cell)特性將其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之高分子材料「聚癸二酸甘油酯丙烯酸[poly(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,不僅提升細胞貼附面積,同時也增加垂直與水平通透率,提供一個高細胞貼附率與高通透性的微環境。

研究團隊也發現,優化後的PGSA相較於其它候選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能力,於是進一步結合幹細胞分化後的血管前趨細胞與3D列印的PGSA立體支架,經誘導成血管內皮細胞程序,建構出「預血管化組織構建體」。

結果發現,在治療缺血性創傷動物實驗發現,移植這構建體在與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它組別更能顯著促進受損部位的血管生成。

這項研究成果已提出專利合作條約(PCT)與我國專利申請,並已刊登在國際期刊《Biofabrication》。

「預血管化組織」。(國衛院提供)

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