ISSN 0255-6162 GPN 2006900031
第 272 期 日期：民國 92 年 8 月 20 日
發行人：陳樹功 出版者：行政院衛生署藥物食品檢驗局 地址：臺北市南港區昆陽街 161-2 號 電話：（02）26531318 網址：http://www.nlfd.gov.tw
JCR 2002 年版公布
藥物食品分析影響係數 0.295
楊 立
行政院衛生署藥物食品檢驗局出版之「藥物食品分析」季刊再度列名美國 科學資訊所（Institute for Scientific Information,ISI）最新出版的 Journal Citation Report -- 2002 Science Edition，影響係數（Impact Factor）0.295，
Immediacy Index 0.065 於 Food Science & Technology 類 92 種期刊中排名第 78，於 Pharmacology & Pharmacy 類 185 種期刊中排名第 178。
國內被收錄於 JCR－2002 Science Edition 中的期刊共有十六種，依影響 係數高低排列：Journal of Biomedical Science（生物醫學雜誌 2.322）、
Terrestrial, Atmosphere and Oceanic Sciences（地球科學集刊 0.966）、
Chinese Journal of Physiology（中國生理學雜誌 0.920）、Statistica Sinica
（0.605）、Journal of the Chinese Chemical Society（中國化學會誌 0.534）、 Chinese Journal of Physics（中國物理學刊 0.518）、Zoological Studies（動 物研究學刊 0.518）、Journal of the Formosan Medical Association（台灣醫 誌 0.400）、Journal of Polymer Research (高分子研究學刊 0.375)、Taiwanese Journal of Mathematics（臺灣數學期刊 0.364）、Journal of Chinese Institute of Chemical Engineers（中國化學工程會誌 0.333）、Journal of Food and Drug
Analysis（藥物食品分析 0.295）、Botanical Bulletin of Academia Sinica（中 央研究院植物學彙刊 0.244）、The Chinese Journal of Mechanics（力學 0.216）、 Journal of the Chinese Institute of Engineers（中國工程學刊 0.191）、
Journal of Information Science and Engineering（0.171）。其中屬於生物醫 學類者僅「生物醫學雜誌」、「動物研究學刊」、「中央研究院植物學彙刊」、「中國 生理學雜誌」、「台灣醫誌」及「藥物食品分析」等六種。
「藥物食品分析」創刊於民國八十二年元月，目前已出版至第十一卷第二 期，期間曾連續七年榮獲國科會優良學術期刊獎，八十五年及八十六年獲甲等 獎，八十七年、八十八年及八十九、九十年獲優等獎，並為國際知名資料庫如：
BIOSIS Previews 、 EMBASE(Excerpta Medica) 、 Chemical Abstracts 、 International Food Information Service(FSTA)、及 ISI Products：Science Citation Index Expanded 、 Research Alert 、 Biochemistry & Biophysics Citation Index 等收載。
凡有關藥物、食品、化粧品檢驗分析的學術論著，未曾在其他刊物發表者，
都屬「藥物食品分析」徵稿對象，歡迎各界將研究成果交由「藥物食品分析」發 表 ， 投 稿 需 知 及 其 他 相 關 事 宜 請 參 考 該 刊 網 頁 ： http://www.nlfd.gov.tw/jfda/index_e.html。
健康
是您的權利 保健
是您的責任
海外 GMP 藥廠查廠心得
呂理福
國內藥廠於民國七十一年起公告實施藥品優良製造規範制度（GMP 制度）， 至七十七年底完成藥廠實施 GMP 之評鑑作業。從七十八年起開始執行 GMP 藥廠後 續查廠作業，用以督導藥廠持續維持 GMP 之規範。但由於人力及物力有限，國外 藥廠之管理，都以書面審查作業之方式進行。
近年來由於製藥水準的不斷提昇，確效作業已成為製藥工程必須執行的項 目。國內於八十四年首先推行無菌製劑的確效作業，復於八十八年十月二十一日 公告分三階段實施藥品全面確效作業。基於平等對待原則，衛生署對輸入藥品於 七十七年起要求新案申請之工廠須檢送工廠資料(PMF)，並於八十四年要求無菌 製劑須檢送無菌確效作業，復於九十年五月二十三日公告確效作業實施表，輸入 廠商須檢送原廠確效作業相關資料送審，對於檢送資料不全、因特殊狀況需求或 自動申請者，採取海外藥廠之實際稽查作業。
基於上述情形，藥檢局依衛生署相關規定，接受美國愛爾康大藥廠（Alcon Laboratories Inc.）主動申請海外 GMP 藥廠查廠，該廠位於美國德克薩斯州，
查廠範圍包括 Alcon 之 North 廠及 Aspex 廠。
本次安排查廠相關行政事宜，係由衛生署所委託財團法人中華民國臨床藥學 會辦理，出發日期為九十一年十二月十一日，十二及十三日查核 Aspex 廠區，十 六及十七日查核 North 廠區，並於十二月十九日返台。本次稽查成員分別由藥技 中心鍾柄泓顧問及陳建輝副研究員、藥政處劉麗玲科長、藥檢局呂理福技正及邱 怡寧薦任技士擔任。以下分別就海外藥廠稽查緣由、查廠準備、結束會議與查廠 心得四部分與大家經驗分享。
一、海外 GMP 藥廠查廠緣由：
有鑑於我國政府加入世界貿易組織後，須恪守平等對待原則，且須有效掌控 世界各國對藥品 GMP 實施之動脈，確保輸入藥品之品質、維護國人用藥安全，衛 生署於九十年五月二十三日以衛署藥字第○九○○○三二三六九號公告『公告 F 號碼國外藥廠之藥品許可證持有者應辦理事宜及藥品確效作業實施表』。規定凡
持有輸入藥品許可證業者，至九十一年六月十日止，應檢附各該原廠之支援系 統、儀器、設備確效及該廠至少一種以上產品之關鍵性製程（含製程之清潔確效）
及分析方法確效作業書面資料。至九十二年十二月十日止，各輸入藥品，皆應實 施各該藥品之關鍵性製程（含製程之清潔確效）及分析方法確效作業，並完成至 署核備程序。至九十四年四月十二日止，各該輸入藥品需完成全面確效作業並至 署核備。
另，衛生署更於九十一年三月十九日衛署藥字第○九一○○二一二一六號 函，進一步說明上述公告內容外並公佈『國外藥廠工廠確效作業資料查檢表』， 其中說明項第八，『經本署審慎研議簡化，關於執行確效作業相關事宜，請依所 附之最新查檢表，檢附相關資料至署核備，無資料或資料不全者，將函知補件，
補件後仍無法了解其確效作業者，則安排查廠（必要時，本署得委託辦理查廠事 宜），查廠所需費用由廠商負擔。查廠前所需送署之資料，將依 PIC/S 等國際規 範辦理』。另，輸入藥品之代理商亦得主動申請海外藥廠 GMP 查核。
二、海外查廠準備：
本次有關查廠行程、食宿及交通事宜皆由由臨床藥學會辦理規劃。查廠流程 則先於行前會議中討論決定。
行前會議分別於十二月五日及九日召開，除審查討論瑞士商愛爾康大藥廠股 份有限公司台灣分公司送審 Site Master File 資料外，並依國內外相關資料討 論制定查廠流程。有關 Site Master File 部分審查重點，除對公司整體概況了 解外，對於該公司之人事組織及人員訓練、QA 品保系統、空調系統、水系統、
製程確效作業、清潔確效作業、分析方法確效作業、怨訴及退回系統、原料倉儲 管理等一一審查及討論，作成查廠應注意事項備忘錄。
本次查廠流程主要參考國內查廠流程及收集國外查廠專家來台查核之情況 來制定，其稽查流程簡述如下：先由廠商及稽查小組互相介紹，接著由廠商介紹 藥廠概況及確效作業執行情形，在進行瀏覽整廠情況後，稽查小組就分成兩組進 行現場實際稽查作業，接著進行文件之審查作業，所有稽查業務結束後，稽查小 組先行舉行內部會議，而後舉行結束會議並提出觀察報告。
三、結束會議：
查廠結束時，稽查小組提出觀察報告，受檢廠商也提出說明與看法互相討 論，雙方就國際規範、不同觀點立場，提出論述與說明，雖然充滿挑戰，但也是 一個良性互動，一個理想溝通及說明的機會。
四、查廠心得：
就本次稽查情形，來比較國內、外藥廠執行 GMP 情形，整體而言可以發現，
國內藥廠執行 GMP 之廣度並不遜於國外，但有部分值得借鏡。
一、研發規模：在於 R＆D 部門及 QA 系統之建立，國內藥廠因為經費或人力的短 缺，一般小規模藥廠並不會特別設立 R＆D 及 QA 部門。但在 Alcon 公司，僅 R＆D 部門成員就有 100 人，其中擁有博士學位者佔 30﹪，其它均為碩士學 位工作者，他們從事的多為新藥的處方及臨床實驗研究。
二、QA 部門的設立：Alcon 公司之 QA 部門，主要從事公司政策的制定、確效作 業、內部稽查、人員訓練及文件審查等工作的制定及執行。國內並不特別設 定 QA 部門來執行上述作業，而是將工作分配於 QC 或成立特別工作小組方式 執行。
三、供貨商的稽查：Alcon 公司也制定一套 SOP 來規範，主要是以與品質直接或 間接關係，分成三種不同層次規範來稽查。當然，也因為供應商稽查作業系 統的建立，他們對於檢驗工作也作了相對性的調整，例如：如果稽查商通過 稽查，且連續多批供應產品均通過一定品質管制，他們也和國內多數廠商一 樣訂有減免試驗之標準作業程序。
四、黏貼性標籤之管理：他們也是以秤重方式作為倉庫驗收數量的管理。不過他 們在線上生產時，黏貼性標籤則依產品的不同，所設計不同樣式的標籤，以 另一套系統化之程序來管理，針對不同樣式之標籤分別以不同之 Bar code scanners 或 UV Label detection system 及 Inspection system 等方式進 行。相當值得參考。
五、年度評估報告(Annual report)：Alcon 藥廠對於產品之年度評估報告討論 內容相當廣泛且具深度，可以作為國內藥廠執行年度評估報告之參考。他們 討論評估內容包括有：產品之回顧，CMC change，原料藥、容器、中間產品 之管制、取樣及放行，成品之檢驗規格及安定性試驗數據等多項。他們對於 成品品質年度評估，相當的用心且深入探討。
此次查廠工作從接受廠商申請海外藥廠查核至查廠工作結束，只花了不到一 個月時間，時間緊迫但能順利進行，也充分顯示出政府之工作效率。也由於我們 稽查人員由於平時即有一套嚴格查廠人員訓練課程，所以便能很快進入狀況，在 查核過程不僅能順利接受挑戰，並能正確指出其缺失，顯示國內藥品稽查小組之 能力已達相當國際水準。
回顧整個行程，緊湊且紮實。雖然只是國內藥品稽查小組赴海外藥廠稽查的
第一次，但這一小步也是國內實施藥品 GMP 稽查制度的一大突破，也代表了我們 有能力去稽查國外藥廠實施 GMP 之情形。衛生單位對於國內、外藥廠的稽查及管 理也都採取相同標準，我們也可以再一次肯定國內藥廠實施 GMP 的水準與國外藥 廠對 GMP 要求的程度也是不惶多讓的。
藥 藥 物 物 食 食 品 品 檢 檢 驗 驗 局 局
九 九 十 十 二 二 年 年 七 七 月 月 份 份 大 大 事 事 記 記
7 月 1 日 發布「大陸中藥製品逾兩成含西藥、民眾請注意」新聞。
7 月 2 日 邀請台大醫院皮膚科唐豪悅醫師蒞局，就「甲醛過敏」專題演講。
7 月 3 日 辦理「食品衛生檢驗主管人員研討會」，為期一天半，計 22 單位，22 人參加。並同時舉行「食品衛生管理主管人員研討會」，計 25 個單位，
25 人參加。
7月12日 薦任技士王德原、邱秀蘭赴美國，參加FDA舉辦之「SARS診斷試劑之評 估管理制度」會議，為期六天。
7 月 15 日 邀請台灣大學政治學系彭錦鵬副教授蒞局，就「行政中立」專題演 講。
7 月 17 日 辦理「辨識中藥廠常見易混淆及誤用中藥材研習會」，為期二天。
7 月 21 日 薦任技士林澤揚赴日本農林水產省獨立行政法人食品總合研究所，
考察「基因改造食品檢驗技術」，為期 28 天。
7 月 22 日 辦理「餐飲衛生稽查管理講習班（進階班第三期）」，為期三天，共 計 20 個單位，30 人參加。
7月27日 技士吳宗熹赴日本衛生勞動省國立醫藥品食品衛生研究所，考察「基 因改造食品檢驗技術」，為期28天。
7 月 28 日 研訂「啤酒中甲醛含量之測定」檢驗方法，並完成大陸啤酒檢驗，
檢驗結果提供衛生署及財政部國庫署新聞發布之參考。
7月30日 辦理「藥政管理法規講習班（第二期）」，為期三天，共計21個單位，
51人參加。
組織工程—
現 階 段 挑 戰 與 拓 展 機 會
莊珮君 江建勳 譯
前言
組織工程是利用活細胞以各種方法來回復、維持、強化組織器官的功能，同 時讓實驗室製造的器官可以移植到病危的患者身上，在未來這潛在的衝擊將更廣 泛，組織工程將可減少器官移植的需求，並加速新藥的開發，可完全免除進行器 官移植。
在體外進行的活組織工程，是讓培養的細胞生長在可分解的支架上，支架提 供了物理及化學的指引，使細胞分化並組成立體組織結構。細胞形成組織是相當 大的工程，需要從幾秒鐘到數星期的時間，形成從 0.0001 到 10 公分的大小，要 讓細胞能形成想要的組織是工程設計問題的關鍵，且其完成必須考量可靠性、費 用、政府管理及大眾接受度。
儘管目前只有五件不到的組織工程產品通過美國食品暨藥物管理局（FDA）
的核准，仍有超過七十家公司每年花費六億美金投入新產品的開發，在我們開發 人工組織將科學發明轉化為對上百萬病人的治療之前，仍有許多技術上的問題須 克服，成功的量產組織工程產品是需要適當可增殖的健康細胞、最適合的支架及 生物反應器的開發，以模擬人體內環境並容易量產。組織工程面臨的其他挑戰還 包括產品保存的方法以能有較長的保存期限，及能成功地運用不同方法防止組織 受到排斥。
生物性的挑戰：細胞及其來源
對病人生病或受傷組織有三種基本的治療方法：(1)植入剛分離或培養的細 胞；(2)植入在體外由細胞與支架形成的組織；(3)原位組織再生（in situ tissue regeneration）。在細胞移植方面，是將病人或捐贈者身上取得的單一細胞或細 胞群，直接注射到受傷組織部位，或在體外與可分解的支架結合再植入體內。在 組織移植方面，則是將病人或捐贈者的細胞與支架在體外形成完整的立體組織，
達到”成熟”（maturity）後再植入體內。在原位組織再生方面，則是將支架直接 植入受傷的組織部位，刺激身體本身的細胞去促使受傷組織修復。
用來移植的細胞其來源包括從病人自身取得的自體（autologus）細胞、從 捐贈者取得與病人間無免疫反應的異體（allogeneic）細胞，及從不同物種
（species）取得的異種（xenogeneic）細胞；每一類可再分為成體細胞（adult cells）、胚胎幹細胞（embryonic stem cells）（指可自行再生及分化為不同系 列的細胞），或是混合不同成熟階段的分化細胞（包含少數的幹細胞及初始細 胞）。有些細胞移植方法是用混合型細胞，有些則是用分離或增殖的（enrichment）
幹細胞。
儘管使用異種細胞進行組織修復仍然具有爭議性，因為動物性病原可能傳染 至人體，但在獲得可移植的捐贈器官或組織自己修復之前，異種細胞或許可暫時 支持受損的組織，舉例來說，目前正在臨床測試生長於體外循環生物反應器上豬 的肝臟細胞，是否可支持肝衰竭的病人直到可進行肝臟移植為止。
異體細胞已經成功地用在治療皮膚潰瘍、糖尿病及肝臟疾病上，患有糖尿病 或靜脈的皮膚潰瘍病人，已有兩種 FDA 核准於實驗室中製造的活皮膚組織工程產 品可供治療，其中一種產品是取自人體包皮的新生兒真皮纖維母細胞，將纖維母 細 胞 大 量 培 養 並 種 植 在 一 層 由 聚 乳 酸 / 聚 甘 醇 酸 共 聚 物 （ polylactide coglycolide）（原本被用在手術縫合線）組成的支架上，這個支架在水中可慢慢 地分解，在支架上的細胞於生物反應器中培養數星期直到類似皮膚內真皮層的組 織形成後，將這新生成的真皮冷凍傳送給醫生使用。另一種皮膚產品則含表皮層 與真皮層，是由在膠原蛋白溶液（加熱至人體溫可形成膠狀）中的真皮纖維母細 胞與覆蓋於其上的數層表皮細胞所組成，將其轉移至病人身上後，這個人工皮膚 產品在皮膚癒合的過程中可部分地被病人皮膚細胞所取代，產品中的真皮纖維母 細胞會自然地分泌細胞外基質蛋白，並對病人組織本身所分泌的生長調節因子有 所反應，這些皮膚產品在移植後可維持六個月之久。
然而想要像用來治療受傷或燙傷皮膚的人工皮膚一樣，來複製肝臟或胰臟的 器官作為移植之用則沒那麼容易，有部分原因是因為肝細胞或胰島細胞要比真皮 的纖維母細胞或表皮細胞難培養。有一項 FDA 核准用來修復關節軟骨的自體細胞 產品，是從病人受傷膝蓋的健康部位取出一小塊軟骨，將軟骨細胞分離並進行培 養，然後移植在受傷的部位。其他的方法則是從病人骨髓中取出間葉幹細胞
（mesenchymal stem cells）進行培養，再誘導分化為可修補骨骼、軟骨、肌腱 或韌帶的細胞。既然捐贈者或病人自己的細胞已經具有治療性，何以大家對成體 細胞及胚胎幹細胞仍有那麼大的興趣？因為幹細胞對治療那些修復細胞來源有 限或是較不易取得者的受傷組織仍有相當大的幫助，胚胎幹細胞的誘人原因在於
其可先在非分化階段進行體外培養，然後再被誘導成為不同種類的細胞。儘管胚 胎幹細胞可以形成各式各樣的組織，如分泌胰島素的胰島、血液等，但到目前為 止它們還未能治癒帶有疾病的動物模式（animal model of disease）。我們仍需 要更好的標記去辨認幹細胞及其後代細胞、更好的方法去大量培養，及更多的研 究以了解對來自異體捐贈者移植的幹細胞是否會有免疫屏障（immunological barrier）。
成體骨髓幹細胞可自血液蒐集（經由細胞激素處理），在臨床上可用來治療 某些血液疾病，最近有報告指出，骨髓幹細胞可馴化成為肝細胞、心肌細胞及肺 組織，此結果暗示在受傷部位若能有效地募集骨髓幹細胞或直接在該受傷部位注 射骨髓幹細胞，也許可以作為組織修復的細胞來源，目前至少有一種肝病的動物 模式經由骨髓移植治癒。另外在骨骼移植物中加入骨髓，可以改善骨缺損的癒 合；若對形成骨骼的骨髓幹細胞加以濃縮及選擇，則可進一步改善癒合情況。
工程上的挑戰
微循環的血管（Blood vessels of microcirculation）
在體外人工製造的組織沒有自己的血液供給系統，其原因之一在於培養時短 距離內（最多才幾百微米）氧氣即可擴散至細胞中，一旦移植到病人體內，組織 工程的細胞在幾個小時內就會將可用的氧氣耗盡，但得花上好幾天的時間才能形 成新的血管以運輸氧氣及養分到移植處，這個問題要如何克服？將培養的細胞直 接移植在病人肝臟或脾臟的血管床（vessel beds）上似乎是一個可行的方法，
將肝細胞直接注射到病人肝臟其移入物和足夠的生化活性顯示改善了肝病的症 狀；有些糖尿病患接受胰島細胞移植到肝臟（血管分布極多的器官）後，發現在 手術後好幾個月還可維持正常的葡萄糖耐受性（glucose tolerance）。
而遺憾的是，若是要移植細胞來修復骨骼或肌腱，則不能利用移植到血管床 的方法。對這些器官可能可以利用支架慢慢地釋放生長因子，如血管內皮細胞生 長因子（vascular endothelial cell growth factor, VEGF）或纖維母細胞生 長因子（fibroblast growth factor, FGF），來誘導或加速血管的生成。舉例來 說，將含有血管內皮細胞生長因子及血小板衍化生長因子（platelet-derived growth factor, PDGF）的支架移植到大鼠體內，發現可誘導血管的生成、成熟 及安定，然而，這樣血管的生成速度仍然太慢，且最後血管的品質及穩定度仍非 最好。有趣的是，在使用人工皮膚產品也可誘導血管生成，因為所含之真皮纖維 母細胞可以產生血管生長因子。而很多幹細胞或初始細胞則因為具有抗低氧的特 性，所以完全可免除對血管床或快速血管生成的需求。
將一小塊骨骼組織移植到骨骼受傷部位時，移植的組織其微血管可與受傷部 位的血管連結，這會促使培養細胞中所含內皮細胞空泡脹大，而這些未發育完全 像管狀的血管就在組織中形成了。或許更令人期待的是以形成有血管分布的組織 來移植，且含有足夠大的血管在手術中可以與病人原來的血管相連。而要將上百 萬個細胞組織成如血管等立體結構，其複雜程度可用電腦模擬來簡化，先將立體 結構轉化為平面模板，藉由可分解的聚合物組成平面模板即可精確地引導細胞到 正確的位置，最後再將這人工組織摺疊成立體結構。
支架（Scaffolds）
支架是為多孔性、可分解性的結構，由天然的材料（如膠原蛋白，纖維蛋白）
或合成聚合物[如聚甘醇酸（polyglycolide）、聚乳酸（polylactide）、聚乳酸/
聚甘醇酸共聚物]製造而成，他們可以是海綿樣的板狀、膠狀，或是利用新的材 料處理技術所製成有孔及通道的複雜結構，實際上用在組織工程上的支架在移植 後會慢慢分解，並為新組織所取代。
很多上皮及結締組織是由許多薄層組成，具有簡單的巨觀結構。膀胱、小腸、
血管是由含膠原蛋白及血管的支持基質、平滑肌及上皮層所組成的三層結構，這 樣的結構可藉由將不同種類細胞按照順序種植在支架上而形成。可分解之支架可 由直徑 10 到 20 微米聚乳酸或其衍生物的合成纖維製成。聚甘醇酸，不像聚乳酸，
不能在有機溶液如氯仿中溶解，因此，要形成立體的聚甘醇酸支架需先將其浸在 聚乳酸氯仿溶液中，並在模具中成型，當氯仿揮發後，聚乳酸就可作為固著物讓 聚甘醇酸形成想要的形狀，利用這種方法形成膀胱形狀的支架，再種植上泌尿上 皮細胞及平滑肌細胞製造而成的人工膀胱，將之移植到狗的身體中，這個人工膀 胱可有近乎正常的功能。而新的製造方法正在發展以提供更多需求的支架應用，
舉例來說，利用固體自由態（solid free-form）製造技術，藉由病人原始組織 的 磁 振 造 影 （ MRI, magenetic resonance imaging ） 或 電 腦 斷 層 掃 描 （ CT, computerized tomography）影像以電腦模擬先做出模型後，再利用一層層極薄 的平面模板組成複雜的立體聚合物結構。
也可將支架設計為能釋放生長因子，以在體外促進細胞分化及組織生長，或 在體內讓細胞移動至受傷處。舉例來說，將具有雙重釋放功能的支架，即包埋有 血小板衍化生長因子的聚乳酸/聚甘醇酸共聚物微粒及連結血管內皮細胞生長因 子的共聚物粉粒，模擬實際生理分泌情況讓血管內皮細胞生長因子釋放速率較 快，血小板衍化生長因子釋放速率較慢，以促使血管生成。另外含有包埋神經生 長因子的小型可分解聚合物顆粒的支架，其釋放的神經生長因子可改善移植於大 鼠腦部胎兒神經細胞的存活。
利用蛋白質可被分解的特性以蛋白質作為支架，可將其內帶有生長因子基因 的質體 DNA 釋出。將含有副甲狀腺激素（可調節骨骼生長）基因的膠原蛋白支架 植入狗的骨骼受傷部位，新骨骼會隨著基因表現「劑量」（dose）而形成，因此 能控制支架內基因或蛋白質的釋放速率以模擬實際生理濃度將是下一個挑戰。而 將新的生物活性材料，如生長因子或其他調控細胞行為的分子以共價鍵結在支架 上，將可提供更多選擇以增加支架功能。
生物材料（Biomaterials）
組織工程很重要的部分是形成支架的生物材料，許多生物材料能指引培養細 胞的生長。無論如何，體內的組織再生，包括神經、骨骼、血管或眼角膜上皮在 受傷處的生長，需要的是讓細胞獲得更多專一性的指示。在體內，用來修復或再 生受傷組織的細胞都會接收由受傷組織或週邊正常組織發送的分子訊息。最理想 的支架生物材料是能選擇性地與受傷組織周圍特定的黏著（adhesion）分子及生 長因子受體結合，支架可引導標的細胞移動至受傷部位，並刺激其生長與分化，
最後在組織修復過程中，細胞會分泌基質重組酵素（matrix remodeling enzymes）
以將支架分解。
由 於 發 現 在 Fibronectin 及 其 他 細 胞 外 基 質 的 黏 著 區 域 帶 有 含 RGD
（Arg-Gly-Asp）胺基酸序列的醣蛋白，促使利用調控細胞黏著來進行支架合成 材料之設計。然而整個過程並非找出黏著胜汰（adhesion peptide）後將其併入 生物材料上那麼簡單，細胞的活動包括移動、血管生成、受傷神經末端再生及很 多其他生理作用，都是與黏著作用有關，然而就算那些生物物理學的工程模型
（engineering model）考量了細胞如何與細胞外基質黏著分子結合、如何調節 細胞與細胞外基質間黏著結合增加，也不一定都有用。因為如果黏著配位子
（ligands）（如 RGD）太少，細胞就無法抓住夠強的支點而移動，但若配位子太 多，細胞結合得太緊，則細胞同樣無法移動，因此，細胞的移動需適當的黏著作 用。在體內，覆蓋黏著蛋白質（含 RGD motif）的骨骼支架上，只有適當密度的 配位子，才能讓細胞生長得最好；同樣地，只有覆蓋適當濃度黏著蛋白質的支架，
才能誘導神經初始細胞延伸出神經纖維，此為神經再生之先決條件。細胞對極微 量的（nanoscale）RGD 胜汰空間排列呈現不同反應，聚集在一起的胜汰比零散 分布的胜汰對細胞的黏著及移動較為有效。其他像有胜汰配位子 L1Ig6 修飾的血 纖維蛋白支架，即利用 L1Ig6 可與細胞上的黏著受體 integrin αvβ3結合，因此 可經由血纖維蛋白上這些黏著分子的結合來促進血管的生成。
支架的設計原理亦可藉由調節細胞與生長因子的交互作用獲得。除了刺激造 血的細胞激素以外，想要成功地利用生長因子讓人體組織再生是相當困難的，因
為很多生長因子，包括血管生成因子如血管內皮細胞生長因子和纖維母細胞生長 因子，都會與正常組織的細胞外基質緊緊結合，如上皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor, EGFR）的配位子就是固定在細胞外基質的 tenascin 內（大型細胞外基質分子）。所以在做人工血管時，不僅是將生長因子加入培養 基中，同時讓生長因子也成為細胞外基質的一部份，可增進神經再生與平滑肌細 胞的生長。因此利用結合完整生長因子並提供正確黏著部位的膠質支架可能將是 支架設計的下個步驟。
組織架構（Tissue Architecture）
不管是軟骨、血管、骨骼或其他組織，其正確的分子與巨觀架構對提供適當 的組織功能是必要的。在體外，生長在立體支架上的結締組織細胞會分泌適當的 細胞外基質，但還無法獲得適當的組織架構，解決這問題可能須靠在體外培養時 就提供細胞適當的生理性壓力（physiological stresses）。第一代用來培養細 胞的生物反應器只是簡單地設計將培養基唧取給培養的組織，而下一波用來培養 血管與軟骨的生物反應器則是給予新生組織壓縮（compression）、剪力（shear stresses），甚至是培養基給予脈波流動（pulsatile flow），這樣的壓力明顯地 改善了人造的血管、軟骨及心肌的機械性質。將種植在聚合物支架的內皮細胞培 養在有脈波流動的環境中所製造的人工血管，對約五十萬需要進行心臟繞道手術 的病人而言，提供了一線希望。經由這種方式製造的人工血管可以承受 2000 毫 米汞柱的衝力，相較之下未給予壓力的培養組織則只能承受 300 毫米汞柱的衝力
（儘管其血管活化因子的生理反應並不完全正常）；典型的利用手術進行隱靜脈
（saphenous vein）移植即會產生約 1000 毫米汞柱的衝力，而體內正常的血管 收縮壓才約 120 毫米汞柱。
在體外要製造立體結構的組織最重要的就是要能量產以供臨床使用，這些成 百上千的組織必須要在無菌的環境下生長及冷凍保存，這對 FDA 核准的人工皮膚 產品其異體真皮纖維母細胞確實可行，這些細胞不需要額外的壓力即可快速地大 量培養及冷凍保存。但如果要用來製造移植組織的細胞必須先從病人身上取得，
則每個病人細胞的培養系統必須分開，這將產生管理上的難題及高額花費。因 此，研究人員比較有興趣在直接注射細胞讓組織在原位生長，如此也可有自然的 機械性壓力。在動物模式中以天然的支架（去除細胞的小腸下黏膜有完整的細胞 外基質）匯集內皮細胞，可以讓血管在原位生長具有較高的機械性質。然而，因 為人與動物的內皮細胞行為相當不同，因此要將在動物體生長血管成功的例子直 接轉移到人體上極為困難。
組織工程模式系統
組織工程也可以用在藥物開發以治療各種疾病，若發展成功將有助於預防甚 至治癒疾病。舉例來說，全世界已經有超過一億七千萬人感染 C 型肝炎病毒，且 現今在美國仍是肝衰竭的主要病因。要在體外讓此病毒感染細胞十分困難，且由 於缺乏小動物的疾病模式，阻礙了治療藥物的開發。在體外培養時，人類肝細胞 會很快地失去許多肝臟特有的功能，包括對病毒感染的易感性及代謝藥物的能 力。或許將人類肝臟移植到小鼠形成的嵌合（chimeric）動物模式，對 C 型肝炎 病毒或其他肝炎病毒可以提供另一個研究的替代系統。在未來對病毒感染的研 究，人工肝臟組織可能可以提供一個價廉且更能控制其他變因的體外系統。
在未來十年，組織工程最大的衝擊將會是設計用來研究疾病致病原因的體外 生理模式及分子治療的開發，舉例來說，人工的立體微血管床可用來研究在符合 生理情況下一連串快速發生事件的結果。在適當的機械壓力（包含在微循環中灌 注的剪力）下製造含有細胞間交互作用的組織，將可提供更接近活體組織的體外 試驗系統。在歐洲，於藥物管理的審查過程中體外製造的人工皮膚已經可以取代 實驗動物測試藥品及其他試劑的皮膚腐蝕性。新的微製造及微流體技術開始轉移 至診斷工具的領域，讓很多化學反應可以在小小的晶片上進行，這些可以容易操 作的體外人工組織，對擴展組織工程到如癌症藥物開發的領域有很大的幫助。舉 例來說，一個好的能模擬單一腫瘤細胞在微血管床上停留的癌症轉移之體外試驗 模式，可幫助抗轉移藥物的開發。
工程與生物愈來愈緊密的結合對許多不同人體組織的複雜生理體外模式提 供了希望，這些具生理性的替代物將會對現在組織工程較關心的疾病其預防、診 斷與分子治療具有最大的幫助，最後，重點將會是利用組織工程來治療不同標的 疾病，如外傷或先天性缺陷。
隨著科學基礎穩固地建立，如今我們需要大力投入以生物為基礎的工程分析 與設計，以將組織工程領域從過去只是對現象的觀察轉移到可改善上百萬病人生 活的商業化產品。
（本文譯自Griffith, L.G. and Naughton G. 2002. Tissue Engineering—
Current Challenges and Expanding Opportunities. Science 295: 1009-1014.）
