根據2023年衛福部統計，癌症高居國人10大死因第一位，目前臨床癌症治療除化療，新興療法如放射、標靶、免疫、細胞等推陳出新，隨著次世代基因定序、病人來源類器官、循環腫瘤細胞、T細胞治療法等個人醫療工具出現，依個人病情差異發展出的個人化醫療更引人注目，其中體外培養腫瘤替身技術不可或缺。
癌組織工廠 體外培養腫瘤快
國衛院生醫工程與奈米醫學研究所副研究員董國忠暨團隊研發新穎體外三維癌細胞培養技術，新材質多孔性骨支架與癌細胞具良好相容性，同時合併數個骨微環境開發出「癌組織工廠」，縮短體外培養形成腫瘤組織時間，研究成果並已於2022年發表在國際重要期刊並申請專利保護，2024年8月起開放接受「測試藥物腫瘤組織學體外評估」委託服務。
國衛院指出，現有的細胞培養方法由來已久，將人體細胞取出後放在二維培養皿中培養，細胞平行貼附培養皿底部單層生長，細胞與細胞間彼此接觸貧乏，不僅缺乏大量細胞外基質(extracellular matrix，ECM)，更少了細胞在人體內的組織特性，如細胞低密度聚集、細胞排列所造成對外物的阻力與抗力等，與體內環境差異很大，細胞實驗時無法準確評估在體內的狀態。
創新技術 與癌細胞相容良好
目前現有的體外三維培養癌細胞技術，有支架法、非支架法、微流道法與磁珠法4種，其中以支架法穩定性較好，在實際應用中最常被接受。支架法利用組織工程原理，將癌細胞培養在多孔性支撐物孔洞內，長時間在動態環境下培養；缺點是細胞形態較不規則且生長緩慢，易產生大量胞外物質並結合成較大的軟性組織。
研究團隊優化並以磷酸鈣、明膠製成多孔性骨支架，結果與癌細胞具良好相容性，可與生物反應器結合用在癌細胞的三維培養。研究結果顯示，乳癌細胞可以在支架內部孔壁良好貼附生長，利用這個骨微環境也可促進癌細胞形成富含細胞外基質的腫瘤組織，包括骨蛋白、骨鈣、基質硬度等。
個人化醫療 新藥開發助益大
應用在體外培養胰臟癌腫瘤組織時，以核磁共振影像獲得腫瘤完整三維影像，證實14天培養成功獲得0.6公分腫瘤組織，縮短腫瘤形成所需時間，系統產生的人造腫瘤具高密度胞外基質，可呈現藥物在腫瘤內的浸潤現象，有利在體外更真實模擬腫瘤在活體內狀態，縮短細胞測試與動物試驗落差。
國衛院指出，「癌組織工廠」在臨床醫學將是一種革新應用，不僅可以落實個人化醫療，對新藥開發將有更大幫助。目前這項技術已進入專利審查，並完成大量樣品測試，可以在實驗室內同時測試60個樣品；8月起公告接受「測試藥物腫瘤組織學體外評估」的委託研究服務，同時與生技公司洽談技轉並開發細胞治療的個人化醫學。
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