7-9 微機電與生醫跨領域合作 提高新藥開發成功率

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國家新創獎肯定

工研院生醫中心生醫材料暨組織工程技術組副研究員翁育詩指出,過去,在整個藥物開發的過程中,有將近九成進入臨床階段,是失敗的。分析其原因,有七成左右是跟藥物進入人體,開始旅行的過程中,所經歷的藥洞有關。

當一個藥被吃進體內或經過皮膚被吸收後,可能會經由我們的器官做不同的代謝。假設我們吃進去藥物,藥物會從我們的小腸被吸收,慢慢進到肝臟,然後進到我們的血液系統裡,在不同的組織裡,會產生不同的藥物作用,每個人肝臟解毒的基因,都不一樣,在這過程中,肝臟扮演了很重要的角色。

理論上,技術團隊希望透過工程技術跟生物技術結合,在人體之外,重建具有模擬肝臟功能的複合系統。也就是模擬一套跟人體一模一樣的系統,然後觀察藥物進入體內後,所產生的反應。

篩選的程序待改進

此構想剛開始時,國際上並沒有太多參考資料,因此研究團隊透過跟不同領域的專業人員討論,慢慢重建出一些參數,並合作設計微型化的反應系統。過程中經歷許多挫敗,因為這套複雜的系統,未必能忠實表達出預期的反應。

在整個藥物開發的前期,都要經歷重要的篩選程序,這個過程會從一百萬顆的藥物中,最後只篩選出30到50顆的藥物。如何針對大量的藥物進行篩選及汰蕪存菁,是一個非常重要的程序。

不過,回顧1970年代到2006年,工研院的技術團隊發現,這個篩選程序還有很大的改進空間。因為經過篩選的藥物,進入臨床系統後,大概有90%是失敗的。

技術團隊希望能夠開發出一套系統,提供給未來在新藥開發的公司或產業,得以更準確地透過重要的參數,讓研究者更準確地掌握該項藥物是否值得被留下來,而不是在第一階段就被排除淘汰掉,而造成潛在性的損失。

降低新藥開發損失

「透過這套系統,讓藥物開發的過程能有更高的準確率,盡可能降低藥廠開發的損失」,翁育詩表示,這就是技術團隊最希望看到的成果。

研究過程中,挫折與瓶頸在所難免。過去曾從事生物醫學相關研究的翁育詩,早期有個想法醞釀了兩、三年,但由於一直找不到適合的人,因此一直無法做出「微米」(Micron)等級的物理結構。

微機電與生醫,跨領域合作

翁育詩強調,工研院擁有跨領域的人才優勢,他想了好久的微米級物理結構,因為巧遇一位微機電(MEMS)技術專家石明正,而有了實現的契機。

結合微機電及生醫領域技術,讓這套「模擬肝臟動態生理的複合系統」的細胞也真正能夠處在微米狀態下。

翁育詩形容兩人就像美國的車庫創新精神,不斷的嘗試,也在工研院裡拜訪許多專家,採用了很多不同領域的技術。

獲獎關鍵:讓細胞快樂表現

分析這套「模擬肝臟動態生理的複合系統」研發成果獲得國家新創獎的原因,翁育詩說:「我們的出發點很單純,我們問了一個過去大家不太會注意到、且偏向生物性的問題」。

翁育詩說,「我不敢說我們控制了這些細胞,但我們確實是幫他們創造了一個類似人體的微環境,讓他能夠快樂的表現應有的生命週期。」