細胞工廠量產幹細胞,助攻台灣再生醫學邁入下一步!

09 / 08 . 2021
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繼電子科技業之後,醫療產業預料將會成為臺灣最具實力的下個產業明日之星,隨著細胞生物、分子生物學的發展日漸成熟,各項醫療新技術,將因科技的日新月異而有相當大的發展空間。再生醫學領域中的幹細胞療法,就是被寄予厚望的未來之星。雖然現階段,細胞產品成本仍高居不下,開發期程長,尚未大規模應用在臨床醫療中,但是,因其可以治療傳統藥品與醫療器材所無法治癒的退化性疾病,在面臨人口老化的世代,各界對它的期待日益殷切。

進一步分析幹細胞療法尚無法大量導入臨床醫療的原因,以非常直觀問題就能了解:「進行幹細胞療法的先決條件是什麼?」答案是…要先有足夠的幹細胞!看似簡單的邏輯,實則點出了幹細胞療法的發展瓶頸之一,正是所能取得的幹細胞數量。

從取得幹細胞、活化、培養增殖、再到移植回病患身上,四個步驟說起來不複雜,但執行的時候則有許多條件限制。例如,取得細胞的過程,需要符合各項醫學倫理和法規規定,並不能無限制的大量取用。再者,在幹細胞培養效率無法顯著提高的情況下,可用的幹細胞數量也非常有限。

目前培養幹細胞的實務作法,往往都是由受過專業訓練及經驗的高階人員,進行機械式的反覆操作相同動作,只為了培養更多的細胞。以人工操作的方式,一來對人員是極大的消耗,同時成本大幅提高的情況下,連帶使得幹細胞療法的費用增加。

如果…我們可以建立一座高效能細胞工廠,是不是情況就能改變呢?經濟部技術處為了突破幹細胞療法發展瓶頸,便攜手工研院開始探索以工廠大量生產的概念,嘗試進行幹細胞量產以供應醫療所需。

如今工研院已打造出國內首座「細胞生產自動化實驗室」,這座量產細胞的工廠,使用自動化生產及監測設備,來取代原本由人工進行的生產工作,達到批次大量生產的效果。由於機器手臂可24小時不間斷工作,它能節省60%~70%的人力,更讓整體效率增加到十倍以上。

值得留意的是,量產細胞的工作原理,並不能無中生有憑空將細胞製造出來,還是一樣需要從人體先取出細胞,再交由細胞工廠增生細胞量。除了上述的效率表現之外,以機器進行細胞增殖,還有幾個優點:

  • 在製程無人為介入的情況下,減少細胞受到汙染的機會
  • 細胞工廠培養出的幹細胞,存活率在95%以上
  • 細胞自開始培養增殖,延續到移植到病患身上,可一體化監測。

所有經由細胞工廠所製造出來的細胞,在臨床醫療上要銜接後續的細胞療法,作法和一般的細胞療法相同。因此在移植後需要持續監測適應生長情況,有了增殖時的條件參數記錄,更便於追蹤。

幹細胞療法是醫界寄予厚望的下一代醫療技術,目前的應用範圍,以再生修復療法為主,因為它所需的技術比較複雜,解決問題所帶來的價值比較高。

以急性心肌梗塞為例,高達20-40%的病人接下來會發展成心臟衰竭,細胞治療具修復組織及再生能力,為心臟血管疾病帶來新契機。另外對糖尿病患者而言,幹細胞能夠促進血管增生,還可以調節免疫功能、抗發炎及分泌生長因子,明顯優於現有療法,是未來糖尿病治療傷口的新曙光。