從人髮萃取的角蛋白因其含有促進細胞附著、止血和自組裝特性的胜肽序列使其在組織工程的應用中作為支架的潛在用途受到重視。角蛋白是一種纖維的結構蛋白，其特色為具有高硫成分，和其他種類的天然蛋白質最大的差異在於角蛋白具有大量的由半胱胺酸所構成的雙硫鍵結構，然而因為雙硫鍵和其他結構交聯形成穩定的三維結構，使其在環境中具有高化學穩定性，導致不可降解，因此阻礙了角蛋白的實際應用。近年來已經研究出許多可溶性角蛋白的提取方法，如氧化法與還原法。可溶性角蛋白在生醫領域應用相當具有優勢，例如傷口護理、組織重建與藥物輸送等。然而不論是氧化法或是還原法皆會破壞角蛋白內的雙硫鍵，導致可溶性角蛋白應用受到限制，我們透過改製角蛋白和幾丁質合成生物墨水來進行光交聯成膠，來克服可溶性角蛋白不強的機械強度。此研究中，光固化之生物墨水搭配3D生物列印，能成功與幹細細胞或幹細胞球體共同列印，我們期待將此技術應用於生醫領域，透過3D列印將人體組織及器官立體化，嘗試結合細胞組織工程，研發出能模擬生理組織之體外模型，甚至希望達到一定功能性的類器官特性，帶給組織工程與體外藥物篩選一個新的工具。（化工系游佳欣教授提供） 圖一 化學改質與合成之角蛋白與幾丁質之複合生物墨水結合幹細胞應用於3D生物列印 圖二 共軛顯微鏡三維重組影像: 與生物墨水共列印之幹細胞球(Spheriods)於體外培養一周後呈現網絡結構之生長樣貌。
從人髮萃取的角蛋白因其含有促進細胞附著、止血和自組裝特性的胜肽序列使其在組織工程的應用中作為支架的潛在用途受到重視。角蛋白是一種纖維的結構蛋白，其特色為具有高硫成分，和其他種類的天然蛋白質最大的差異在於角蛋白具有大量的由半胱胺酸所構成的雙硫鍵結構，然而因為雙硫鍵和其他結構交聯形成穩定的三維結構，使其在環境中具有高化學穩定性，導致不可降解，因此阻礙了角蛋白的實際應用。近年來已經研究出許多可溶性角蛋白的提取方法，如氧化法與還原法。可溶性角蛋白在生醫領域應用相當具有優勢，例如傷口護理、組織重建與藥物輸送等。然而不論是氧化法或是還原法皆會破壞角蛋白內的雙硫鍵，導致可溶性角蛋白應用受到限制，我們透過改製角蛋白和幾丁質合成生物墨水來進行光交聯成膠，來克服可溶性角蛋白不強的機械強度。此研究中，光固化之生物墨水搭配3D生物列印，能成功與幹細細胞或幹細胞球體共同列印，我們期待將此技術應用於生醫領域，透過3D列印將人體組織及器官立體化，嘗試結合細胞組織工程，研發出能模擬生理組織之體外模型，甚至希望達到一定功能性的類器官特性，帶給組織工程與體外藥物篩選一個新的工具。（化工系游佳欣教授提供）
圖一 化學改質與合成之角蛋白與幾丁質之複合生物墨水結合幹細胞應用於3D生物列印
圖二 共軛顯微鏡三維重組影像: 與生物墨水共列印之幹細胞球(Spheriods)於體外培養一周後呈現網絡結構之生長樣貌。