再生醫學應用的醫用材料

 

刊登日期:2018/3/5
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再生醫學主要的目的是在將因疾病、受損和自然衰老的組織或器官予以延長功能、修復、更換或再建。目前對於慢性與致命的疾病多是以治標不治本或延緩疾病惡化的方式進行治療,再生醫學的進展被認為是唯一能改變這些潛在疾病的新亮點。而應用在再生醫學的醫用材料主要有二:「組織工程應用」和「人工細胞培養應用」。「組織工程應用」以細胞支架為主,目標是開發能對細胞增殖和分化能力都有幫助的生物衍生支架、生物模擬支架和脫細胞支架;「人工細胞培養應用」醫用材料目前發展是以溫度敏感型高分子材料為主,可以克服在細胞含量較高的組織工程之限制,進行細胞層片組織工程的製作和臨床應用。

本文將從以下大綱,介紹於再生醫學應用的醫用材料。
‧再生醫學主要區分四大類,組織工程是醫用材料的主要應用
‧再生醫學的醫用材料發展趨勢有二,分別為「組織工程應用」和「人工細胞培養應用」
‧「組織工程應用」醫用材料發展以細胞支架為主
‧「人工細胞培養應用」醫用材料讓細胞生長後可直接臨床使用
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【內文精選】
再生醫學主要區分四大類,組織工程是醫用材料的主要應用再生醫學(Regenerative Medicine)主要的目的是在將因疾病、受損和自然衰老的組織或器官予以延長功能、修復、更換或再建。目前對於慢性與致命的疾病多是以治標不治本或延緩疾病惡化的方式進行治療,再生醫學的進展被認為是唯一能改變這些潛在疾病的新亮點。

根據不同治療方法與技術,再生醫學可分為四大領域:細胞治療(Cell Therapy; CT)、基因治療(Gene Therapy; GT)、組織工程(Tissue Engineering; TE)和小分子/生物科技(Small Molecules & Biologics)(如圖一所示)。其中細胞治療和組織工程是再生醫學中發展較早的,也已經有產品或應用進入市場的領域。

圖一、再生醫學之細胞治療範疇與定義
圖一、再生醫學之細胞治療範疇與定義

由於再生醫學的發展迅速,其研究和應用落實已經在全球展開,無論是投資面、研發面、產品面與患者接受度等都逐漸可窺見曙光;初估目前全球每年有超過60,000例幹細胞採集案例、高過2,500項再生醫學臨床試驗以及160,000名以上的患者接受細胞治療,投資在再生醫學的金額也已經超過60億美元。

再生醫學的醫用材料發展趨勢有二,分別為「組織工程應用」和「人工細胞培養應用」組織工程不論是合成材料或是生物材料,都是涉及增強細胞活性不可少的材料、技術和方法,這些醫用材料都在人體內使用,或與細胞、蛋白質、核酸、細菌等生物成分接觸的材料,應用領域非常廣闊。目前應用最典型的即是在人工臟器和藥物傳輸系統(Drug Delivery System; DDS)兩個領域,主要研究方向是盡量避免對活體細胞產生發炎反應,或是對異物防禦系統的刺激反應。但是近年來,除了發展此類醫用材料能夠不被活體細胞辨識為攻擊源而產生排斥,且能與活體細胞有更好的融合外,也開始研究開發能對活體細胞產生正面影響目的之醫用材料,例如可以促進細胞增殖和分化的細胞支架,其支架材料上含有細胞增殖和分化相關的蛋白質、提高生物活性的DDS、向細胞內導入物質使細胞的生理功能得到增強和改變的醫用材料技術等。使用這些技術可以提高細胞在活體組織內再生的能力,並利用生物體自身的癒合能力,促進細胞的增殖和分化,誘導活體組織再生修復(如圖二所示)。常見的方法有兩種:一是向體內移植細胞,二是…....以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

圖二、醫用材料技術於再生醫學的應用
圖二、醫用材料技術於再生醫學的應用

作者:謝秀欣/工研院產經中心
★本文節錄自「工業材料雜誌」375期,更多資料請見下方附檔。


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