技術名稱 多供應流之生物反應器及組織培養之方法
計畫單位 東海大學
計畫主持人 林其昌
技術簡介
由於醫療技術之發展,人類之平均壽命均已有顯著之延長, 相對地,老年人口之比例將會越來越高,而於老年人所需求之醫療中,因常態性耗損、疾病或意外傷害所致骨骼治療之需求亦日趨增加,特別是針對大區域骨骼缺損之情況,透過組織工程培養出足以填補缺損部位之骨組織,輔以現有醫療方法之介入,係得以促進病患骨骼缺損組織之快速回復,對於醫療資源之有效運用而言,不啻為較佳之手段。然如前述組織工程受限於生物反應器技術不足之影響,欲於體外進行三維組織之靜態培養時,由於欠缺血管之血液供應,細胞生長所需養份之運送僅能經由擴散至三維組織工程之結構內,因而除如皮膚等薄組織或如軟骨等自然缺血性股骨較為容易生長外,其他生物組織在生長大於1 公厘(mm)時通常僅有表層細胞能夠存活,因此在培養出較大體積三維組織之組織工程發展上,尚欠缺足以擔當之生物反應器技術。
目前傳統生物反應器通常僅提供單一培養液於同一載體上,而僅能供單一種類之組織細胞生長,其應用遂受到相當大之限制。雖然我國第I250207號發明專利著眼於傳統技術之不足,而提供了具有雙腔空間之生物反應器,俾以於各自獨立之兩個腔室中得以分別提供不同之培養液,使不同細胞在不通腔室空間中生長,如此跨置於兩腔室間之單一載體便可供不同細胞之生長。然因其雙腔式設計限制,不同細胞僅能分別生長於該載體上之不同位置上,與實際生物組織如肝臟、腎臟或骨骼間之差異性仍然過大,並無法透過該等雙腔空間之生物反應器來培養獲得較大尺度、或供實際臨床使用之組織器官。
本發明之主要目的乃在提供一種多供應流之生物反應器,提供生物支架體外培養仿生微環境,藉由多腔室使生物支架處於多供應流之環境中,從而提供組織生長所需之不同環境,使各供應流得以分別提供諸如養份傳輸、氣體與細胞組織生長代謝物之交換等,或者透過操作條件之控制,使不同之供應流具有不同之流場及壓力等,以因應組織工程實施之所需。
科學突破性
1. 軸向多管道流道設計,提供不同流體獨立流動空間
2. 管道數量可依需求增加,應用調整彈性空間大
3. 獨立管道可供應不同液體或氣體
4. 流場與擴散條件可由使用者自行操作
5. 適用各形式支架材料且無材料種類限制
6. 可自型調整流道流速或壓力,探討細胞或組織生長影響
7. 可進行長時間連續培養
產業應用性
本多流道功能裝置可供各式樣中大型細胞團塊或組織培養,可進行生物材料支架、細胞或組織再生、藥物篩選、癌症細胞遷移、血管新生或再生、骨組織或實質細胞組織如肝臟或腎臟等生物醫學及組織工程研究與產品開發。
關鍵字 多供應流道 生物反應器 組織工程 生物支架材料 骨組織 肝組織 藥物篩選 連續培養 癌症細胞 血管增生
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