打造幹細胞農場，快速量產進行中

生技和醫學如此進步，但別說複製人還是不可見之路，就連細胞再造或者器官複製都還有漫漫研發路要走，這其中要面對的就是細胞培養不易的問題，要產出一顆符合人體大小的心臟需要培養出至少十億個心臟細胞，而現行的培養技術，需要多少時間才能培養出十億個細胞呢？答案是 4600 個月，也就是 383 年，這項技術距離實用太遙遠了。

量產細胞的概念幾乎和農作物生產一樣—越大的土地就能有越多的收成，如果土地面積不夠大，就得優化培育技術、選擇高產量種苗來提高單位面積產量，這都是目前細胞量產技術選擇的方向，但都有其極限。

過去業界的細胞量產回收率頂多六成，但工研院研發的「拋棄式細胞量產生物反應器」，解決長期困擾業界的低回收率及低良率問題，將回收率從六成提升至八成以上，關鍵突破就是細胞的生產材料與設計。

▲工研院研發的「拋棄式細胞量產生物反應器」，解決長期困擾業界的低回收率及低良率問題，將回收率從六成提升至八成以上（圖片來源：工研院）。

「生產細胞需有可支撐的表面讓細胞貼附，細胞才會生長與分裂，而這材料表面的處理技術就是核心所在，也是許多研究者一直想突破的點，」工研院生醫與醫材研究所再生醫學技術組組長沈欣欣說。

表面材料經過怎麼樣的處理，才會讓細胞在上面長得好呢？工研院生醫所研究員劉育秉表示，這牽涉到材料的特性，像是親疏水性、帶電荷等細節，例如若採用塑膠材料，表面會讓關鍵細胞貼附不來，因此研究團隊會在塑膠表面做處理，就像「舖個地毯」，細胞感覺舒服就會願意生長。」。

過去作細胞培養都是平面的二維結構（2D），但細胞育成數量取決於面積，因細胞貼附生長的特性，面積多大就長多少，因此若想獲得極大量、可商品化的細胞，培養空間的面積可能是天文數字，成本也會相當高。為了在有限空間中得到最大量的細胞，研究團隊把二維結構改為三維結構（3D），但空間堆疊後細胞長在結構深處取得不易，團隊再研究出能把結構瓦解，取出深層細胞的專利技術，成功培養出 2D 結構無法達到的細胞數目，也解決了 3D 看得到卻取不到細胞的難度，一舉突破全球專家苦思不得其解的關鍵。」。

工研院生醫與醫材研究所再生醫學技術組專案經理王英凱說：「醫界發現，細胞培育越多代，細胞特性與其功能越容易喪失，建議養到第五代就不能再培養，以免「一代不如一代」。工研院技術最大亮點也在於，「在五代內即培養出數量充足的細胞，足足是業界培養數量的好幾萬倍」。

跨界技術的結合，讓工研院一舉攻克關鍵障礙，讓全球再生醫學的進展向前推一個里程碑，紮實的基礎研究，卻猶如愛迪生發現燈泡材料一樣，成為嶄新的突破，拋棄式細胞量產生物反應器也因此入圍 2017 全球百大科技研發獎。