模擬人類血栓形成 加速藥物發展 國研院動物中心血栓晶片獲得CES2025創新獎

新網記者歸鴻亭台北報導
2025/1/7 下午 12:35:04 / 醫療保健

　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，都和血栓有關。為了探索最適合的藥物與治療策略，過往是利用動物實驗進行測試，但礙於血栓形成機制存在物種差異，測試結果有時並不理想。國科會轄下國家實驗研究院國家實驗動物中心開發「雷射誘導血栓形成晶片整合系統」，利用人類血管細胞及血液，於體外模擬血栓形成，創建局部血栓模型，用於藥物功效及劑量之確認，可增加藥物探索成功率，同時減少實驗動物的使用。此項成果於美西時間1月5日在CES大展獲得CES 2025創新獎。

光誘發血栓晶片(左)及光誘發小鼠腦中風模型(右)。血栓晶片：在雷射光刺激後，可在微流道中誘發血栓形成。此人類血栓模式可用於溶栓藥功效測試，同時減量小鼠腦中風模式的使用。(國家實驗研究院提供)

　「雷射誘導血栓形成晶片整合系統」係由國研院動物中心主任秦咸靜、副研究員潘涵琦、國立臺灣大學大應用力學研究所特聘教授吳光鐘、教授沈弘俊、臺北醫學大學生物醫學工程學系教授范育睿、國立東華大學生化暨分子醫學科學系助理教授謝函芸及國研院王繼廣博士共同合作，目前已完成第一代雛型品開發，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。目前團隊已建立血栓形成、血栓消溶、血栓預防3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於週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，完備藥物的安全性資料。此雙軌模式能夠大幅改善過往只運用小鼠做為測試標的，存在物種差異的不確定性；同時也改善只用離體模式無法了解用藥安全及功效全貎的瓶頸，加速發展最適合的藥物。

　不同病患的血栓形成及藥物溶栓效果會受到血管內皮細胞、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的效果。利用人類細胞所建立的血栓晶片，可以在簡單、快速的操作環境下，允許探索不同血流流速（模擬不同血管類型或栓塞程度）、不同的疾病血栓風險（例如模擬高血脂或高血糖等疾病）、不同的藥物副作用（例如疫苗）對於血栓形成與消溶的影響。目前團隊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。

　國研院動物中心持續推動「人類離體測試晶片」+「動物疾病模式」雙軌測試平台，期望能藉此建構臺灣臨床前測試特色，增加臨床前試驗的轉譯成功率，加速新藥發展。