氣管是維持呼吸的「生命通道」。
當遭遇腫瘤侵犯或外傷造成大範圍缺損時，如何重建一條兼具通暢與支撐力的管道，長年被視為胸腔外科的極限難題。國立臺灣大學醫學院附設醫院外科部團隊近期證實：冷凍保存捐贈主動脈 植入後不僅能填補缺損，還能誘導患者自體長出新的氣管軟骨，相關成果刊登於《Advanced Healthcare Materials》。
臨床困境：替代材「耐久＋相容」難兩全
氣管重建長期缺乏同時兼具穩定性、耐久度與生物相容性的材料；在大範圍缺損情境下，臨床風險尤其高，成為胸腔外科最棘手課題之一。
由3D列印走向「冷凍主動脈」
台大醫院外科部特聘教授兼部主任陳晉興與主治醫師洪琬婷領軍團隊，早年結合幹細胞開發3D列印人工氣管，雖建立大、小動物模型，但在人體生物相容性仍遇瓶頸。參考法國臨床經驗後，團隊轉向採用冷凍保存捐贈主動脈作為氣管重建材料；2021 年完成亞洲首例臨床試驗，成功治療嚴重氣管狹窄患者，至今累積6例臨床手術經驗。
血管組織如何「氣管化」？
臨床追蹤顯示，主動脈移植於氣管缺損處後，可逐步轉化為近似氣管的組織，甚至長出硬挺軟骨。為釐清「血管組織為何能誘發氣管軟骨生成」的關鍵，團隊由臨床回到實驗室，以動物實驗建立證據鏈。結果證實：冷凍主動脈並非被動「補丁」，而是具活性的體內再生支架，新軟骨來自受贈者自體的軟骨前驅細胞移入與分化，而不是移植物殘存的捐贈者細胞，支持「誘導宿主再生」的核心概念。
三大機轉要素：營養供應 × 訊號蛋白 × 微環境
研究進一步歸納促成再生的三項關鍵條件：
● 良好生物相容性與早期血管新生：快速供應氧氣與營養，打造再生微環境。
● 關鍵訊號蛋白保留：主動脈材料中保留的因子（例FGF‑2）可吸引軟骨前驅細胞遷移並促進分化。
● 胞外基質（ECM）結構：利於細胞黏附、移動與排列，進一步支持組織重建。
「過渡期」利用支架與併發症風險管理
在軟骨尚未完全成熟的階段，患者仍需暫置氣管支架以維持腔徑與支撐，可能引發肉芽增生等併發症，這也是技術擴散時必須一併處理的臨床現實。此次研究為支架設計、放置時機與撤除策略提供了更具體的生物學參照。
從手術準則到材料規範，讓成效更一致
研究成果不僅補足冷凍主動脈應用於氣管重建的機轉證據，也為未來臨床與產業提供落地方向：
● 手術面：優化移植物與受贈者氣管軟骨膜對接的技術細節。
● 材料面：建立捐贈主動脈的品質評估指標（含生物相容性、訊號蛋白保存、結構完整性）。
● 流程面：形成臨床操作準則與材料開發指引，提升成效一致性與醫療品質。
研究團隊表示，將持續整合臨床（應用）與基礎（機轉）研究，以再生醫療新策略推進氣管重建的安全性與普及性，讓更多患者遠離「不知道如何呼吸」的恐懼。
