幹細胞結合3D列印，打造「預血管化組織」助血管新生

血管疾病是我國重要疾病之一，包含心臟病、腦中風、腦血管病變等，都是造成兒童及成人死亡的原因。醫界學者與科學家積極從事心血管3D列印技術，用以幫助患者血管新生，無論在學術研究、教學示範或臨床診斷治療，都是極具突破性的進步！

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根據統計，國內有超過200萬人深受糖尿病所苦。糖尿病是一種內分泌疾病，成因主要來自遺傳、飲食習慣。一般人進食在正常情況下，碳水化合物經過消化、分解，會產生葡萄糖，此時胰臟會分泌「胰島素」讓葡萄糖進入細胞，轉換為肌肉或細胞的燃料，成為身體活動所需的能量。若胰島素分泌不足，或是身體無法有效地運用胰島素，就會演變為「胰島素阻抗」而影響血糖調節，讓血液中的糖份無法進入細胞，使得血糖過高。當血糖超過腎臟負荷，便會經由尿液排出，因而稱為「糖尿病」。

糖尿病足部傷口難癒 嚴重時恐危及生命
一旦罹患糖尿病，全身器官都會受到影響。當身體處於血糖過高的狀態，就像泡在糖水當中，讓血管壁慢性發炎、變得脆弱；血液流量減少了，就無法順利輸送足夠的氧氣和養分到身體各處，器官的功能自然愈來愈差，也會影響癒合能力。此外，糖尿病會帶來足部血管硬化、感覺神經麻痺，讓患者對於冷、熱、痛感覺遲鈍，當足部出現小傷口，再加上照護不良，就容易發生感染，形成難以癒合的慢性傷口潰瘍，嚴重者可能因此引發敗血症、被迫截肢，甚至危及生命。
要修復失去功能的器官或組織，並不是一件容易的事，原因是身體缺少血管細胞或合適的生物支架，限制了內部物質傳遞及組織建構所致。然而，隨著組織工程、再生醫學相關技術的進步，現在有愈來愈多方式能突破這項限制，「3D生物列印」就是一個令人振奮的答案。

幹細胞＋3D生物列印 幫助患者血管新生
3D生物列印的原理，是利用3D生物列印機製造細胞支架，接著將細胞種入仿效活組織的細胞支架，使細胞得以生長，目前可用於列印藥物試驗的組織和器官。2022年三月，國衛院和清華大學攜手研究，結合幹細胞與3D列印支架技術，研發出具有高通透性的「預血管化組織構建體」，精準建立血管網路系統，克服原有血管細胞數量稀少、來源取得不易的難題，進而幫助患者加速血管生長，找回原有的健康。
根據國衛院和清大公布的研究成果，團隊是運用幹細胞的特性，將血管細胞增殖、分化成血管前趨細胞，接續誘導為血管內皮細胞，另外透過高分子材料「聚癸二酸甘油酯丙烯酸」（PGSA，一種可光固化兼具生物相容性與降解性的高分子材料）及3D列印技術，打造出垂直、水平通透率高的「預血管化組織構建體」。

血管新生有如建造房屋 材料備妥才可順利施工
國衛院細胞系統所博士後研究員蔣偉程比喻，血管新生的過程就像建造房屋，PGSA有如房屋骨架、血管內皮細胞是內部管線，「預血管化組織構建體」則像是一個備妥管線的毛胚屋。只要身體的「管線毛胚屋」建立完善，在組織基礎上繼續加工，就能加快施工腳步，幫助血管和組織的新生。
經過動物實驗證實，「預血管化組織構建體」能促進血管生長、幫助周邊血管正常流動，因此可降低糖尿病足等慢性缺血性疾病的截肢風險，以及截肢後的高死亡率。這項技術未來將用於治療缺血性疾病，在藥物測試及器官移植方面，也有極高的應用價值。
幹細胞生物技術日新月異，在疾病治療、免疫調節、組織修復及抗衰老等方面，已有各項應用；3D生物列印不但加速醫療數位化，也讓醫療技術有了革命性進展。兩者相互結合發展，相信在不久的將來，可為細胞治療產業創造嶄新模式，不僅造福台灣患者，對全人類的健康也將帶來更多希望！



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