淺談【3D生物列印】器官晶片的應用與優勢-下篇
標題：淺談【3D生物列印】器官晶片的應用與優勢-下篇
前言
本篇接續中篇及上篇，繼續探討【3D生物列印】技術在其他器官晶片的研究及應用。
👏胸部(乳腺)
在癌症治療研究中，觀察血液和淋巴系統的交互作用 (將淋巴液排出並返回血液循環) 對於免疫系統是重要的課題，因此有學者將腫瘤晶片印入微流體生物反應器上，以便觀察由血液和淋巴管對MCF-7組成的腫瘤動態微環境。
👏骨骼和軟骨
骨和軟骨模型研究可幫助了解骨骼缺陷和骨折，還有助於瞭解癌症造成的慢性骨骼疾病及骨轉移的機制。
傳統骨骼模型分析困難點包括下面幾點：
- 複雜性的骨骼轉移活體樣本的取得
- 數量有限的體內和離體模型
- 怎麼精確的模擬骨骼的天然結構
- 將骨骼作為組織進行操作的物理限制
- 骨骼疾病及骨轉移時機的即時監測
最近使用【3D生物列印】技術搭配微流體的器官晶片的進展，縮小了實驗室構建物與生理組織之間的差距，能更好地理解骨骼疾病的潛在原因，並更有效地重建腫瘤微環境。像有學者使用自發性的3D骨晶片來做乳癌轉移的研究，發現了乳癌在骨骼中定植的特徵。
下圖為骨頭長期培養的OOC平台(此設計可培養骨細胞至30天，可看到礦化現象)。
👏皮膚
到2022年仍無「【3D生物列印】皮膚晶片」的報告出現，也許在未來的研究可以集中在【3D生物列印】開發皮膚晶片上，利用微流體生物晶片的特性，例如，連續灌注，精確控制尺寸和多細胞培養等等讓它更能成為一個系統，為進一步的應用做好更好的準備，比如植入體內等等的應用。
其可應用於研究皮膚疾病 (燒燙傷或糖尿病等慢性皮膚疾病或皮膚癌)、化妝品測試，以及藥物對皮膚的影響。這對於皮膚科研究和醫學美容有廣泛應用。
👏多重器官平台
OOC平台旨在創建多器官系統，模擬不同器官之間的真實相互作用並監測給藥效果。然而，目前的OOC平台通常只針對特定器官進行最佳化，這使得在單一晶片上培養不同組織變得具有挑戰性。已有學者使用DLP技術開發了一個多器官的OOC平台，能夠以組織特異性灌注培養三種不同的組織類型，從而透過微流體通道研究組織與組織的相互作用。該平台成功地展示了在每個隔間中獨立產生不同流速和剪切應力的能力。
👏生物列印的新方法-4D生物列印
「四維（4D）生物列印OOC」是一種很有前途的未來研究的領域。一般的【3D生物列印】僅考慮生物體的初始狀態細胞構造，即為靜態且無生命的結構。
4D生物列印即為透過生產生物結構進入【3D生物列印】“時間”生物列印後可以改變形狀或功能對外部刺激（例如磁或電）的反應場、光、Ph值或溫度）、細胞融合或印後自組裝。
4D生物列印應用在組織工程中，是以【3D生物列印機】和智慧材料所構成。
智慧材料（即材料具有重塑自我以應對的內在能力外部刺激）或生物列印結構的列印後成熟（例如，基質沉積、自組織或細胞）4D生物列印可以用來建構更複雜的生物晶片，當它暴露於生理環境時更貼近真實體內的組織反應和變形條件（例如，藥物引起的pH值變化）。在生物列印器官和組織領域，4D生物列印可以製造微組織（例如，充滿細胞的微凝膠），其結構隨時間推移，可以自動透過細胞塗層成熟、組織。此外，智慧材料正朝著設計成，更節省時間、成本效率以及提高解析度和增強細胞活力的方向進行。
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結論
【3D生物列印】技術和OOC的結合，正在推動我們對不同器官和組織的理解達到前所未有的深度。從觀察腫瘤動態微環境到研究骨骼和軟骨模型，再到未來的4D生物列印及個人化醫療，這些創新應用將影響醫學研究和臨床治療的未來。透過更真實、更準確的器官晶片，我們有機會提高疾病治療的效果，並為各種應用領域，包括藥物開發、癌症研究和醫學美容，帶來巨大的革命性改變。4D生物列印的到來也為我們開啟了新的可能性，使我們能夠更好地模擬體內環境和組織反應，這將有助於改進器官晶片的設計，提高其在未來醫學研究中的應用價值。讓我們期待未來，這些技術將為醫學保健產業帶來更多的創新和突破。
參考文獻
1. 3D bioprinted organ-on-chips. 2022.
2. Recent Advances in Organ-on-Chips Integrated with Bioprinting Technologies for Drug Screening. 2023.
3. 更多精彩研究圖片，可詳見上列Review內參考文獻
4. https://kknews.cc/zh-tw/science/n6rrp5.html
5. https://diman.tw/news-Detail/4d-biomaterials-and-techmed-technique-from-3d
