血栓是影響人類健康的重要風險因子，包括腦中風、心肌梗塞、肺栓塞、深層靜脈血栓等多種急慢性病症都與血栓有關。為探索最適藥物與治療策略，過往用動物進行實驗測試，但礙於血栓形成機制存在物種差異，測試結果往往並不理想。
國研院國家實驗動物中心（動物中心）開發雷射誘導血栓形成晶片整合系統，利用人類血管細胞、血液，在體外模擬血栓形成、創建局部血栓模型，用於藥物功效與劑量確認，可增加藥物探索成功率，同時減少實驗動物使用。這項成果在美西時間1月5日CES大展獲得CES 2025創新獎。
整合系統由國研院動物中心主任秦咸靜、副研究員潘涵琦、臺大應力所特聘教授吳光鐘、教授沈弘俊、北醫大生醫工程系教授范育睿、東華大學生化暨分子醫學科學系助理教授謝函芸與國研院博士王繼廣共同合作，已完成第一代雛型產品開發，可利用雷射光在微流道內的任一位置誘導血栓形成，且可控制局部血栓大小，增加應用彈性。
雷射誘導血栓形成晶片整合系統目前團隊已建立血栓形成、血栓消溶、血栓預防三項測試流程，可以運用人類的血管內皮細胞及血液檢體測試藥物作用機制，並預估適合的劑量，以了解藥物的有效性。
由於血栓晶片無法看到血栓形成對周邊組織與系統的影響，因此在藥物測試時，會搭配光誘發小鼠腦中風模式，進行周邊組織傷害與修復、藥物副作用等系統性評估，以完備藥物的安全性資料。此雙軌模式能大幅改善只運用小鼠為測試標的，存在物種差異的不確定性；同時改善只用離體模式無法了解用藥安全及功效全貌的瓶頸，加速發展最適藥物。
動物中心指出，不同病患的血栓形成及藥物溶栓效果會受血管內皮細胞、凝血因子、血液及血管內皮細胞的健康狀況影響，難以準確評估不同病患血栓形成及溶栓效果。利用人類細胞所建立的血栓晶片，可在簡單、快速操作環境下，允許模擬不同血管類型或栓塞程度以探索不同血流流速、模擬高血脂或高血糖等不同疾病的血栓風險、不同的藥物副作用，例如疫苗對血栓形成與消溶的影響。
該團隊目前也已啟動收集臨床病患數據態樣，發展個人化血栓風險評估系統。國研院動物中心表示，今後將持續推動人類離體測試晶片+動物疾病模式的雙軌測試平台，期望能藉此建構臺灣臨床前測試的特色，同時增加臨床前試驗的轉譯成功率，加速新藥發展。
延伸閱讀
- 國研院獎平台研發亮點 蔡克銓奪特優
- 清華大學講座教授蔡宏營 接掌國研院
- 大南方新矽谷 串聯S廊帶邁向AI強國
- 發掘科學詩性 國研院藝術探索交流展
- 動物中心 x 國資圖 隔離泡泡魔術登場
- 臺捷簽約啟動 跨域先進晶片設計研究
