重要器官失去功能(心臟) 其殘障之認定必須俟治療中止,確知無法矯治,對身體功能確具障礙者。 有二種以上重要臟器併存身心障礙時,提高一等級。 各臟器之身心障礙標準 症狀綜合衡量。 有無工作能力。 影響其日常生活活動。 需他人扶助之情形。 等級 障礙程度 備註 極重度 心臟血管機能遺存極度障礙,生活自理能力喪失,並經常需賴醫藥及家人周密照顧,而有下列情形之一者: 難以控制之進行性慢性鬱血性心衰竭,心臟機能損害第四度,且經治療三個月仍無法改善者。 由高血壓心臟病導致之腦血管障礙,極度喪失自理能力,且經治療六個月無法改善者。 心臟移植者。 心臟機能損害分類標準: 第一度:有心臟病,但無運動障礙,平常之活動下,無氣喘胸痛疲倦或心悸現象。 第二度:有心臟病,且有輕度運動障礙,在休息或輕工作時無症狀,但日常生活較重之工作時則有症狀。 重度 心臟血管機能遺存顯著障礙,生活自理能力欠缺,需賴醫藥及家人周密照顧,而有下列情形之一者: 心臟機能損害第三度,有多發性鬱血性心衰竭,其心臟機能除飲食起居外,不能作任何操作勞動,且經治療六個月無效者。 難以控制之頻發性心絞痛,且無法接受冠狀動脈整形手術或繞道手術(或手術失敗),經診斷確實,而治療六個月無改善者。 任何心臟病,心臟機能損害第三度,有多發性鬱血性心衰竭,其心臟機能除飲食起居外,不能作任何操作勞動,且經治療六個月無效者。 難以控制之頻發性心絞痛,且無法接受冠狀動脈整形手術或繞道手術(或手術失敗),經診斷確實,而治療六個月無改善者。 多發性複雜心室性心律不整,合併多發性腦缺血症狀,經治療六個月無改善者。 重度心臟傳導阻滯,合併多發性腦缺血症狀,經心電圖證實,而無安裝人工心律調速器者。 任何心臟病,在手術後六個月,其心臟機能損害仍在第三度者。 肢體周邊動脈阻塞性疾病(經超音波或血管攝影證實),無法手術,但經藥物治療三個月以上仍有缺血性潰瘍者。 ※第三度:有心臟病,且有重度運動障礙,休息時無症狀,但稍有活動即有症狀。 ※第四度:有心臟病,且無法活動者,在靜止狀態下有心臟代償不全,活動時症狀加重。 中度 心臟血管機能遺存障礙,生活尚可自理,但需賴藥物治療,無法從事輕度勞動(第三度)或勞動可能導致生命危險,而有下列情形之一者: 經藥物或外科手術後之各種心臟病,有一次以上鬱血性心衰竭,而藥物治療六個月,尚難完全控制症狀者。 患有夾層性主動脈瘤者。 動脈瘤無法手術完全切除者。 輕度 心臟血管機能遺存障礙,室內生活可自理,但室外活動仍受限制,或有危險性,而有下列情形之一者: 凡不能以藥物或外科手術治療之心臟病,有鬱血性心衰竭病史及證據,但可用藥物控制症狀者。 接受永久性心律調整器者。 下肢深部靜脈疾病具有顯著下肢水腫者。
重要器官失去功能(肝臟) 等級 障礙程度 備註 極重度 肝臟機能遺存極度障礙,生活無法自理,經常需要醫藥或家人周密照顧,而有下列情形之一者: 符合Pugh's modification of Child-Turcotte criteria 等級之Child's class C者。 肝臟移殖者。Pugh's modification of Child-Turcotte criteria 等級,如附件二 重度 肝臟機能遺存顯著障礙,生活自理能力喪失,需家人周密照顧,符合Pugh's modification of Child-Turcotte criteria 等級之Child's class B,且有下列情形之一者: 肝硬化併難治性腹水。 肝硬化併反覆發生及肝性腦病變。 肝硬化併反覆發生之食道或胃靜脈曲張破裂出血。 自發性腹膜炎。 中度 肝臟機能遺存顯著障礙,終身不能從事任何工作,日常生活需人扶助,而有下列情形之一者: 符合Pugh's modification of Child-Turcotte criteria 等級之Child's class B,且合併食道或胃靜脈曲張破裂出血者。 反覆性膽道狹窄或肝內膽管結石經兩次以上手術,仍有反覆性膽管發炎者。 輕度 膽道括約肌切開或成形術後有返逆性膽道炎持續發作一年或以上,且經臨床證實之肝臟機能遺存顯著障礙,室內生活可自理,室外生活仍受限制者。
重要器官失去功能(肺臟) 等級 障礙程度 備註 極重度 需氧氣或人工呼吸器以維持生命者: 慢性穩定狀況時,未給予額外氧氣呼吸,動脈血氣分壓低於(或等於)50mmHg,經三個月治療仍未改善者。 需使用人工呼吸器以維持生命,經三個月治療仍未改善者。 重度 肺臟疾病經一年以上治療,肺功能仍未改善,且日常生活高度依存他人照顧,而有下列之一者: FEV1(用力呼氣一秒量)為正常值百分之二十五以下者。 FEV1/FVC(用力呼氣肺活量)之比率為正常值百分之三十五以下者。 DLco(肺瀰散量)為正常值百分之二十五(含)以下者。 肺臟切除一側或以上者。 施行永久性氣管切開術後,在未給予額外氧氣時,動脈血氧分壓於50mmHg至55mmHg(含)。 中度 呼吸器官疾病經治療六個月以上,未能改善,經臨床與肺功能評估,確認其病況為不可逆之變化,日常生活部份依存他人照顧,而有下列之一者: FEV1(用力呼氣一秒量)為正常值百分之二十五至三十(含)者。 FEV1/FVC(用力呼氣肺活量)之比率為正常值百分之三十五至四十(含)者。 DLco(肺瀰散量)為正常值百分之二十五至三十(含)者。 肺臟切除兩葉或以上未達一個肺者。 施行永久性氣管切開術後,在未給予額外氧氣時,動脈血氧分壓於55mmHg至 60mmHg(含)。 輕度 呼吸器官疾病經治療六個月以上,未能改善,經臨床與肺功能評估,確認其病況為不可逆之變化,日常生活勉可自理,而有下列之一者: FEV1(用力呼氣一秒量)為正常值百分之三十至三十五(含)者。 FEV1/FVC(用力呼氣肺活量)比率為正常值百分之四十至四十五(含)者。 DLco(肺瀰散量)為正常值百分之三十至三十五(含)者。 肺臟切除一葉或以上未達兩葉者。 施行永久性氣管切開術後,需經常清除分泌物以維持呼吸功能者。 重度睡眠呼吸障礙,呼吸障礙指數(Respiratory Disturbance Index ,RDI)大於或等於每小時四十次,或每日累積重度缺氧時間(Sp02小於或等於百分之八十五)超過一小時(含)以上,需使用呼吸輔助器者。
重要器官失去功能(腎臟) 等級 障礙程度 備註 極重度 慢性腎臟疾病或泌尿系統疾病併發尿毒症,需長期透析治療,生活無法自理,經常需要醫藥或家人周密照顧者。 腎臟移植後應重新鑑定 重度 腎臟機能遺存顯著障礙,生活自理能力喪失,並需家人周密照顧,而有下列情形之一者: 慢性腎臟疾病或泌尿系統疾病併發腎機能衰竭且肌酸酐廓清試驗每分鐘在十五公攝以下,合併有高血壓或貧血,經治療三個月無進步者。 永久性尿路改道者。 中度 腎臟機能遺存極度障礙,生活自理能力喪失,並需家人周密照顧,而有下列情形之一者: 一側腎全切除或無機能者。 慢性腎臟病或泌尿系統疾病併發腎機能衰竭且肌酸酐廓清試驗每分鐘在十六至三十公攝之間,治療三個月無進步者。 輕度 慢性腎臟病或泌尿系統疾病,併發腎臟機能減退,有輕度氮血症(尿素氮及肌酸酐超出正常值,但每百公攝血液內分別在四十毫克與四毫克以下),不能從事任何工作,日常生活需人扶助,且經治療三個月無進步者。
因吞嚥器官之神經或結構異常而致永久性之吞嚥機能缺損者 等級 障礙程度 備註 吞嚥機能障礙中度 因吞嚥機能缺損而需長期以管食方式或造廔灌食維持生命者。 吞嚥機能障礙輕度 食道嚴重狹窄經擴張術後僅能進食流質者 胃輕度 因醫療目的將胃全部切除,經口飲食但無法保持理想體重的百分之七十五,或需長期全靜脈營養治療者。 全胃切除後常有脹氣、食量減少,甚至有食物逆流口腔、吞嚥問題,體重無法保持而逐漸下降,致生活和工作發生障礙。 腸道重度 因醫療目的將小腸大量切除,無法經口飲食保持一定體重,或需長期全靜脈營養治療者。 小腸大量切除後,體重無法保持而逐漸下降,致生活和工作發生障礙 腸道輕度 因醫療目的,將腸道部分外置於體表,需裝置永久性人工肛門,終生由腹表排便。 人工肛門分為永久性及暫時性,永久性人工肛門患者,因終生需由腹表排便,身心難免受到衝擊,社會適應能力亦受影響,故永久性人工肛門患者可列為輕度身心障礙者範圍。至暫時性人工肛門患者,於病情穩定後即可恢復肛門排便,不屬殘障者範圍。 膀胱輕度 裝置永久性人工膀胱或膀胱造廔,終生需由腹表排尿者。 因神經受損致膀胱功能異常,無法正常排尿,需長期導尿照護者
造血機能 由於骨髓造血機能異常,致無法正常生活及工作者 等級 障礙程度 備註 重度 造血功能極度缺陷,經治療三個月以上仍無改善,無法負荷日常工作,並需家人周密照顧,同時具有下列第一、二、三、四項,或有血色沈著病(hemochromomatosis)情形者: 顆粒性白血球500/mm3以下。 血小板20,000/mm3以下。 修正後網狀紅血球指數(index)在0.8%以下。 每個月至少需輸血一次。 ※重新鑑定期間:兩年。 ※血色沈著病(hemochromomatosis)的判定需符合以下兩項: 血清中transferin saturation大於百分之八十。 心臟機能損害第三度以上或肝臟纖維化或硬化。 中度 造血功能缺陷,經治療三個月以上,仍同時具有下列項目中之兩項,且需不定期輸血,無法負荷日常工作者。 顆粒性白血球500/mm3以下。 血小板20,000/ mm3以下。 修正後網狀紅血球指數(index)在0.8%以下。 輕度 造血功能缺陷,經治療三個月以上,仍具有下列項目中之任一項,且每個月至少需輸血一次,無法負荷日常工作者。 顆粒性白血球500/mm3以下。 血小板20,000/ mm3以下。 修正後網狀紅血球指數(index)在0.8%以下。
人造活體組織940322 崔佔峰 英國牛津大學工程科系教授、中國大連理工大學首位長江學者講座教授崔佔峰,近日以生理學研究趨勢預測,再過十年至十五年,人體的部分組織如骨骼、肌肉、血管、筋腱、甚至神經等都可望「量產」。 崔佔峰向新華社表示,人體組織工程的努力目標在於開發生物替代物並植入人體,以替換、修復、維持或強化人體組織器官的功能。 崔佔峰說,目前的研究有兩個模式, 一是應用於病人的自體模式,例如一位病人某塊骨頭損壞,經由X光可了解壞死骨頭的資訊,然後將需要再造的骨頭資訊輸入電腦,由電腦設計出一個新骨頭的支架,透過立體圖像列印出一個由高分子材料製造的支架,再把患者自身的幹細胞放進這個支架,透過工程技術培養一塊新的骨頭,再植入患者身體,這一模式用於臨床應用可能只需三至五年。 第二個模式是工業化生產活體組織。目前的醫學技術已可製出人造活體皮膚,未來可再透過生物工程技術製造出數以千計、不同型號、規格的骨骼、肌肉、血管、筋腱等,以冷凍方式保存,一旦有需要就可以如輸血一般選擇適合自己基因的「產品」來移植。
2006/2/11 上午 07:54 美國猶他州一名科學家研發出一種再生細胞膠,有助於從實驗室中做出人造器官。科學家取出一個你的細胞,最後卻可培育出各式不同的器官,這不是科幻電影【絕地再生】的劇情,而是美國猶他州科學實驗室裡正在研發的實驗。猶他州大學的生化教授最近在實驗室中發展出這種無色無味的再生細胞膠,科學家只要取得某個人類細胞,從細胞中找出生長結構,這種再生細胞膠便可依照科學家規劃的生長方式,在實驗室的培養皿中長成人類細胞的模樣。研究員生化博士普萊斯蔚區說,「他們可自行組成,變成可用的細胞。」許多再生組織組合起來甚至可發展出整個器官,雖然科學家可再生器官,但他強調他們並不想扮演上帝,蔚區說「我們不想欺騙生物學和扮演上帝,我們只是利用現有的生物學,讓這些組織自行組成。」這項研究目前還在起步階段,不過美國國家科學發展基金會已同意挹注五百萬美金的研究經費,好讓這個研發計畫能早日實現。
高縣義大醫院 完成首例肝臟腎臟移植手術 中央社╱中央社 2007-01-22 17:21 (中央社記者陳守國高雄縣二十二日電)創立兩年半的高雄縣義大醫院完成首例肝臟、腎臟移植手術,其中肝臟移植手術病患今天出院,兩位腎臟移植手術病患回診,醫療團隊為他們慶生,也宣佈醫院可進行屍肝、活肝、腎臟移植手術,嘉惠南部地區肝、腎病病患。義大醫院院長陳宏基率同副院長陳翰容、外科部長余燦榮、副部長陳耀森、泌尿科主治醫師王華斌出席記者會,肝臟受贈者五十六歲陳蘇女士,腎臟受贈者二十八歲李姓女子、二十九歲陳姓男子也出席記者會,他們感謝醫療團隊改善他們的病情,以及生活品質。陳宏基表示,急重症治療及器官移植手術是醫院主要醫療服務,醫院創立兩年半就完成肝臟、腎臟移植手術是醫院醫療里程碑。陳翰容則稱許器官捐贈者的大愛精神,他表示,器官捐贈者是二十六歲男子,為家中獨子,去年十二月二十五日車禍,被送到醫院進行頭部手術,取出腦部血塊後病情持續惡化,經醫師向家屬解釋說明後同意捐出可用器官,二十七日晚上宣佈腦死後進行肝臟、腎臟移植手術,醫院三組醫療團隊同時進行移植手術。曾是高雄長庚醫院肝臟移植小組成員之一的陳耀森,去年二月轉到義大醫院服務,積極組成肝膽醫療小組,並添購相關器具。他表示,去年八月醫院通過行政院衛生署審核為屍肝及活體肝臟移植執行醫院,完成首例肝臟、腎臟移植手術,驗證醫療團隊成形。陳蘇女士住在屏東縣,罹患B 型肝炎轉為肝硬化,八年前到高雄長庚醫院就醫診治,二零零三年四月發現左肝肝癌,由陳耀森主刀切除部分左肝,後來跟隨陳耀森轉到義大醫院繼續治療,病情持續惡化,合併門脈高壓、食道靜脈瘤、大量腹水、黃膽等症狀,經醫院評估,且本人同意,去年十二月二十八日凌晨三時許進行肝臟移植手術,直到二十八日中午十二時完成。陳蘇女士表示,手術前腹水很多,很辛苦。手術後整個人感覺很輕鬆。李姓女子與陳姓男子是腎衰竭病患,在醫院洗腎一年多,兩人年輕,經醫院徵詢同意,且血型組織配吻合後,各獲得捐贈者一枚腎臟,去年十二月二十七日晚上進行移植手術,三個小時完成,術後第二天尿毒症明顯改善、尿毒指數明顯下降,排尿量也接近正常人的尿量,兩週後出院。今天是兩人第二次回診。余燦榮表示,目前國內有五、六百位病患等候換肝,六千多人等候換腎,醫院積極成立器官移植中心,擁有能力優異移植團隊,配合器官捐贈,提供優質服務。他也籲請想到中國大陸進行器官移植手術的病患,應考量當地的移植醫療水準及後續諸多的後遺症,以免造成身體難以挽回的遺憾,也造成金錢的負擔。陳耀森也籲請民眾踴躍捐出器官,拯救病重病患,遺愛人間。義大醫院也建立需要肝臟、腎臟移植手術病患名冊,只要有捐贈器官或活體器官,完成各項準備作業後就可進行移植手術
人工肝臟的新製法作者: 蕭長春 長庚大學臨床醫學研究所 鄞志修 清華大學化學工程學系 95/05/15肝病是臺灣最常見的本土病,在衛生署的十大死因統計中,慢性肝病、肝硬化和肝癌都名列前茅。根據本世紀初的統計,臺灣每年平均約有5千人死於慢性肝病和肝硬化所造成的肝衰竭。臺灣在慢性肝病和肝硬化死亡率上的排名是全世界第二位,僅次於南韓。 雖然現代的醫學進步,已發展出許多治療肝臟疾病的藥物,B型肝炎疫苗的推廣也明顯降低臺灣人染上B型肝炎的比率。然而,肝臟被喻為人體中最沉默的器官,沒有神經的分布,因此,像是酗酒、藥物、或是過度疲勞而對肝臟開始造成損傷時,病患並不會有知覺。等到病患察覺不對勁時,往往已經達到末期而難以醫治的地步。 對於肝臟疾病末期的病患來說,「換肝」仍是目前醫學界公認的最佳治療方法。不過,肝臟的捐贈者非常有限,因此,大部分需要換肝的病患都在等待期間死亡。另外,並非所有需要換肝的病人都符合換肝條件,肝癌、酒癮患者、合併有其他重症的病患,或是年紀較大的病患,都會被排除在換肝手術的名單之外。 由於國人器官捐贈的風氣還不是十分盛行,再加上臺灣的成年人中,有 15 ~ 20% 是B型肝炎帶原者,他們的肝臟是不能捐贈的,因此可謂是「一肝難求」。在臺灣,能夠獲得肝臟移植而存活下來的肝病病患人數,大約是肝病死亡者的 2%。 人工肝臟的發展 為使每位末期肝病患者都有重生的機會,大約在 1960 年醫學界便提出開發「人工肝臟」輔助系統的構想。期望人工肝臟能像洗腎機般清除病人體內的代謝廢物,以分擔病人部分的肝功能,使肝病患者能夠支持到進行換肝手術,或者是等待病患的肝臟自行復原。 人工肝臟大多是由單支到數支管柱所組成的裝置,管柱內置有透析膜或填充特殊吸附材料,或是把肝細胞培養在管柱中。當血液經由管柱內的管道通過人工肝臟時,人體內的廢棄物便被濾除,人體所需要的物質則從人工肝臟釋放到血液中。最後,淨化過後的血液離開人工肝臟再送入人體。 人工肝臟的發展分為兩大方向,即機械性人工肝臟和生物性人工肝臟。前者類似洗腎機,除了利用透析方法外,並採用離子交換樹脂和活性碳來去除體內的代謝廢物。雖然機械性人工肝臟在研發上較容易,但只能提供代謝廢物移除的功能,無法提供肝臟其他的生化代謝功能,臨床實驗結果指出這類裝置對於重症患者的輔助效果不佳。 生物性人工肝臟以肝細胞為核心元件,理論上具有完整的肝功能,能夠發揮如同肝臟一樣的機能,因此在人工肝臟發展上較受到重視。不過,開發生物性人工肝臟長久以來一直遭遇到的最大挑戰,便是肝細胞來源短缺的問題。前面說過,捐贈的肝臟非常珍貴,通常就直接供肝臟移植之用,哪裡還會再分一些肝細胞做為其他用途呢? 肝細胞的供應方案 是否能取得足夠的肝細胞是人工肝臟開發的關鍵。理論上,一個人工肝臟至少需要填裝 150 克的肝細胞,這相當於 150 億個肝細胞或十分之一的肝臟。在目前,要取得這麼多的肝細胞只有兩種方案,就是大量培養不朽化人類肝細胞株或使用動物肝細胞。 成熟的肝細胞不具有增殖能力,無法在體外大量培養,不過可利用基因轉殖使肝細胞擁有不斷增殖的能力,而成為不朽化細胞株。雖然不朽化人類肝細胞容易培養,也能大量增殖,然而這種細胞卻帶有重大的缺陷:不朽化人類肝細胞的功能遠不如正常的人類肝細胞。因此,採用不朽化人類肝臟細胞的人工肝臟雖然已經進入臨床實驗階段,但實驗結果並不理想。 動物肝細胞是人工肝細胞來源的另一種方案,常用的動物是豬。豬的肝細胞容易取得,而且成本較低,因為養豬相較於細胞培養來說,所使用的設備及技術在成本上都低廉許多。然而,使用動物細胞的重大隱憂卻是可能帶來異種疾病感染的風險。另外,目前的技術還不能使豬的肝細胞培養在人工肝臟內仍能長期保持原有的肝功能。而且,豬肝的肝功能和人肝不完全一樣,少數的研究指出,使用人類肝細胞的人工肝臟仍較其他物種的肝細胞更能提供治療效果。 肝細胞來源的新希望 幹細胞是體內的原始細胞,平時處在不活動的狀態,隱身於人體各處組織中。當某處組織的細胞因為老化或受傷而損失時,位在附近的幹細胞便活躍起來,進行分裂與分化,以補充損失的細胞。自從幹細胞能夠在實驗室中分離、培養,並且能夠再分化成為成體細胞後,幹細胞便成為再生醫學的希望,可做為修復人體的材料。 肝臟具有很強的再生能力,即使因為藥物傷害、病毒感染或手術切除而剩下 30% 的肝細胞,仍能在短時間內再生而回復原狀。因此,許多研究者嘗試利用肝臟幹細胞來生產肝細胞。然而,由於人類肝臟不易取得,難以進行研究。骨髓幹細胞或臍帶血幹細胞則較容易取得,也有人能在體外培養,並利用生長激素誘導分化成具有肝細胞特徵的似肝細胞。 不過,無論是採用肝臟幹細胞,還是骨髓幹細胞或臍帶血幹細胞,目前在這方面的研究所遭遇到的最大挫折,都在於這些細胞非常難以在實驗室中大量增殖。這些幹細胞在人體內所占的比率非常低,通常低於百分之一到萬分之一,如果這些分離出來的細胞無法大量增殖,那麼也就無法產生足夠的肝細胞供醫療用。這一瓶頸仍有待科學家的努力。 胚胎幹細胞的應用潛力 胚胎幹細胞是取自囊胚時期的胚胎,比起取自成體的幹細胞更為原始、更為年輕,因此,胚胎幹細胞具有不斷再生和多潛能分化的能力,可大量增殖並分化成人體內兩百多種成體細胞。自從人們知道幹細胞的存在後,便開始探討再生醫學的可能。不過,在幹細胞的研究上遭遇許多困難,使得再生醫學的進展一再受到阻礙。胚胎幹細胞的出現便提供再生醫學另一個選擇的方向。 目前阻礙人類胚胎幹細胞相關研究的障礙,主要在於倫理及法律上的爭議,使得科學家們無法進行更大膽的嘗試。但是,胚胎幹細胞所具有的獨特優勢,使得它仍然深受矚目而不斷有研究資源持續投入。 雖然在醫療或學術研究上使用肝臟幹細胞、骨髓幹細胞或臍帶血幹細胞,並沒有倫理及法律上的束縛,然而科技上的瓶頸使得幹細胞的研究進展緩慢。這些幹細胞除了難以增殖之外,還有疾病傳染的疑慮。幹細胞的品質取決於捐贈者的健康狀況,骨髓幹細胞和臍帶血幹細胞的採集較容易,可取自健康的捐贈者,然而,我們幾乎不可能從健康的人體上取得肝臟幹細胞。 胚胎幹細胞的分化 在體外培養中,胚胎幹細胞的生長與分化遵循著胚胎發育的過程。胚胎幹細胞的增殖一般採用平面貼附培養,但若想讓胚胎幹細胞分化出各種成體細胞,則必須先使其進行胚體形成,才會進一步產生各種成體細胞。胚體是一種類似胚胎的構造,如同胚胎一般,具有內胚層、中胚層和外胚層,每個胚層可各別分化出特定的成體細胞。 要使胚胎幹細胞形成胚體,必須採用一套截然不同的培養方法。首先,以酵素處理胚胎幹細胞團,使細胞打散,再把數百個胚胎幹細胞培養在一顆懸吊的培養液液滴當中。由於重力的關係,這數百個胚胎幹細胞會沉降在液滴底部,然後形成細胞團,進一步形成胚體。 不過,使用液滴製造胚體的方式非常耗費人力,而且胚體培養的時間不短,在這一段期間仍要為每個液滴更換培養液,這簡直是一件令人難以想像的工作。因此,另一種替代的做法是採用懸浮培養的方式,把胚胎幹細胞培養在細胞不易沾黏的培養容器中,如此一來,胚胎幹細胞仍會自行聚集成團,而形成胚體。 當胚體形成後,可繼續在懸浮的狀態下培養,胚體會自發性分化出各種成體細胞。然而,因為細胞持續不斷地增殖,使得胚體體積不斷增大而造成氣體及養分的供應困難,且胚體內的廢物也難以排放出去,最終會引起胚體內部發生壞死現象。因此,大多數的研究者都會在胚體形成後改用貼附培養方式,使細胞往二維空間增殖,以減輕氣體、養分和廢物的傳送問題。 提高肝細胞分化比率 雖然胚胎幹細胞會自行分化出各種成體細胞,然而,若放任胚胎幹細胞自行分化,便無法得到較高比率的特定細胞。例如,肝細胞僅占人體總細胞數的百分之二,假如這個花費大量人力、物力和時間的體外培養系統,也只能得到這麼低比率的肝細胞,那麼,採用胚胎幹細胞來取得肝細胞便不具經濟效益。 要讓胚胎幹細胞分化成為特定的成體細胞,目前所提出的策略是讓胚胎幹細胞處在分化成為肝臟的模擬環境中,以促使胚胎幹細胞都朝向肝細胞的方向去分化。前面說過,體外培養的胚胎幹細胞其分化過程類似胚胎發育的過程,我們可以藉由對胚胎發育的了解,得知胚胎發育過程中各種生長激素的調控方式,然後在培養過程中加入適當的生長激素,便可以誘導胚胎幹細胞分化成為肝細胞。除此之外,把胚胎幹細胞培養在特殊材料的表面上,例如膠原蛋白,也有助於胚胎幹細胞分化成為肝細胞。 不過,依據目前的技術,採用生長激素和培養材料並不能促使所有的胚胎幹細胞都分化成為肝細胞。另一方面,生長激素非常昂貴,使得肝臟細胞的生產成本難以降低。因此,近年來有些科學家採用基因工程的方法,來促使胚胎幹細胞分化成為肝細胞。 這種方法是把調控分化成為肝細胞的基因序列轉殖入胚胎幹細胞中,以強迫這些胚胎幹細胞啟動肝細胞分化的程式。這些經過基因轉殖的胚胎幹細胞,幾乎全部都能分化成為肝細胞,然而,因為仍未全然了解人類基因的運作方式,採用這種方法可能會製造出不正常的肝細胞,因此並未廣為採用。 一線希望 人工肝臟的發展已經將近50年了,然而到目前為止,仍無令人振奮的臨床研究成果。影響人工肝臟發展的關鍵,就在於如何能夠獲得來源穩定、數量充足、以及具有正常肝功能的人類肝細胞,而利用幹細胞來獲得人類肝細胞,已成為人工肝臟開發成功與否的一線希望。 我們期望能在不久的將來解決肝細胞的生產瓶頸,到那時,培養著人類肝細胞的人工肝臟將可望順利進入臨床實驗。從我國肝病比率向來遠高於歐美國家的情況來看,發展這套人工肝臟輔助系統有其必要性,而且深具意義。 附錄 應用胚胎幹細胞製作人工肝臟示意圖:(A)胚胎幹細胞培養:胚胎幹細胞是以細胞團的方式培養,為了抑制胚胎幹細胞在這個階段發生分化現象,培養液中會添加抑制因子。因為胚胎幹細胞增殖速率較快,若能在這個階段培養出大量的胚胎幹細胞,會有利於後續量產成體細胞。(B)胚體形成:利用酵素處理,使胚胎幹細胞脫離培養皿並且分散開來,再把胚胎幹細胞培養在不易沾黏的特殊培養皿中。這些原本已經分散開來的胚胎幹細胞又會聚集成團,而成為胚體。(C)肝臟細胞誘導分化:取出培養好的胚體,移入已經預先披覆膠原蛋白的培養皿中,胚體就會貼附在培養皿上並分布開來。這些細胞仍會不斷增殖,但開始分化成各種成體細胞。為了產生較多的肝臟細胞,會在這個培養過程中加入各種生長激素,以控制細胞的分化方向。(D)人工肝臟應用:培養出來的肝臟細胞會再次用酵素處理,使細胞分散開來並脫離培養皿。然後,進行細胞純化的工作,去除掉其他種類的細胞,最後剩下來的肝臟細胞便灌注到人工肝臟中。製備完成的人工肝臟將連接到肝病患者身上以進行治療工作。 資料來源: 《科學發展》2006年5月,401期
建立人類的身體工房—─組織工程作者: 宋信文 清華大學化學工程學系 梁晃千 清華大學化學工程學系 92/02/19想像一下骨折無法癒合,可能面對一輩子的疼痛與行動不便,骨科醫師於骨折缺損處,填上一種含生長因子的接合劑,結果骨折處神奇地癒合了。或者肝臟病人需要新的肝,醫生不需煩惱移植肝臟來源的取得,直接植入病人自己的幹細胞進行修補,就能恢復正常的肝功能。這些場景都已不再是科幻電影中的虛擬情節,藉著一門新興的科學──組織工程,人體組織與器官的病變與缺損,都可以像汽車進保養廠般換上新的零件,而恢復正常的功能。 組織工程的背景 由於移植器官來源嚴重的缺乏,早在一九八○年代美國麻州總醫院的外科醫師喬瑟夫‧韋肯逖(Joseph Vacanti)與麻省理工學院的化工系教授羅伯特‧藍格(Robert Langer),便已想到或許應該像製造汽車零件般的,利用科學的方法製造人體組織與器官的零件,以克服器官捐贈來源短缺的窘境。因此他們結合了醫學背景與工程材料的知識攜手合作,研發能修復人體病變組織與器官的零件,這就是組織工程的開始。 一九九二年他們研究一種能被生物體分解的多孔狀結構高分子材料,並在其上培養軟骨細胞。由於高分子材料的多孔狀結構能讓培養液與代謝物自由穿透,培養的細胞因此能著床且增生,形成新的軟骨組織。他們也成功地在老鼠背上培養出人耳形狀的軟骨。 一九八七年美國國家科學基金會提出並界定組織工程為重點科技,並於次年在加州太后湖舉行了第一次組織工程會議。一九九○年舉辦了第一屆組織工程學術研討會,而專業期刊《組織工程》(Tissue Engineering)也在一九九五年正式發行。美國與世界的組織工程學會也分別於一九九六與一九九八年正式成立,自此組織工程已成為生物技術研究領域的顯學。 人體組織與器官的基本結構 人體的各項組織與器官,基本上是由細胞與支撐細胞的細胞外間質所構成的,而細胞外間質主要是由結構性纖維和親水性物質所組成。結構性纖維的主成分包括膠原蛋白和彈力蛋白,膠原蛋白的合成主要在纖維母細胞中進行,一開始先形成膠原蛋白分子,分子的兩端有非螺旋的部分,當此一部分分泌到細胞外時,才將分子尾端非螺旋的部分折斷,形成一典型的三股螺旋結構膠原蛋白分子。之後膠原蛋白分子再藉由自身交聯反應,聚集形成膠原蛋白細纖維,然後再進一步形成膠原蛋白纖維。膠原蛋白的特殊結構,使得人體的組織具有一定的機械強度。 彈力蛋白是由個別的多胜肽鏈所組成,稱為彈力蛋白分子,其分子量大約為 7,000 道爾頓(Dalton),藉著共價鍵結而交叉相連,顧名思義彈力蛋白的特殊結構,給予人體組織一定的拉伸與舒張的彈性。而親水性物質主要是由葡萄糖胺聚合醣所組成,包括了透明質酸、硫酸軟骨素和硫化角蛋白等,這些葡萄糖胺聚合醣主要是由胺基半乳糖、葡萄糖胺和葡萄醣醛酸三種單體所構成。上述的葡萄糖胺聚合醣分子皆相當親水,因此使得人體組織能保有相當的水含量,且具有抗壓性。 組織工程三要素 了解人體組織與器官的基本結構之後,依仿生觀點來看,構成組織工程的三要素為:人工細胞外間質──支架、細胞與生長信息。人工細胞外間質主要是利用可分解的天然或合成高分子材料製備而成,具有多孔性的結構,以模擬原本生物體內細胞外間質的環境,使得細胞能夠遷入,並於此人工細胞外間質內增生。之後人工細胞外間質會逐漸被生物體內的酵素或水分所分解,讓受損的組織逐漸地再生與修復。近一、兩年來,也有研究群在這些材料上接枝葡萄糖胺聚合醣,進一步模擬生物體的細胞外間質的真實組成,以提高材料與細胞的相容性。 而細胞的來源包括自體細胞、同種細胞、異種細胞、幹細胞與基因改質細胞等。所謂自體細胞是指病人自己身上取下來的細胞,同種細胞是指別人捐出來的細胞,異種細胞是指由其他動物身上取下來的細胞,而幹細胞是指人體未分化且分裂增生能力極強的原始細胞,基因改質細胞則是利用基因工程技術改質後,具有特殊功能的動物細胞。有了細胞與其依賴生長的人工細胞外間質後,還需要加入能傳達細胞貼附、增生、遷徙與分化信息的貼附因子、生長因子與細胞素等蛋白質分子。 組織工程的執行,可利用體外或體內的方式來進行。所謂體外的方式,是指結合上述的組織工程三要素,在實驗室無菌操作的環境下,培養出人體組織與器官的零件,之後再由外科醫師植入病人的身上。而體內的方式,則是僅提供人工細胞外間質與生長信息蛋白質分子,在醫生植入病人缺損的部位後,引進病人周遭組織與器官的細胞,而完成修復的動作。 組織工程的展望 從一九八○年代韋肯逖醫師與藍格教授展開了組織工程這個領域的研究,至今已有十來年的歷史。組織工程所涵蓋的領域涉及細胞學、生醫材料、生理學、分子生物、臨床醫學、外科及病理學等專業知識。目前科學家致力研發的組織工程人工器官有皮膚、軟或硬骨、心臟瓣膜、血管、再生神經、人工眼角膜、人工肝臟與人工結締組織等。雖然人體組織或器官零件的量產,在短期內還無法完全實現,但未來人類的組織或器官因病變所造成的缺損,可藉由人體幹細胞或組織細胞經實驗室培養所形成新的組織或器官,提供病人安全的「備用零件」,這一構想絕非是夢!如此或可解決目前器官移植來源短缺的瓶頸,也將人類生命及醫療的技術推展到另一新的境界。 也因為如此,美國《時代》雜誌於二○○○年五月廿二日所刊載的一篇文章〈未來最熱門的前十項職業是什麼?〉中,將組織工程師列名第一。另外根據調查指出,全球組織工程產品的市場規模約有 250 億美元,年成長率為 12%;其中美國占 40% 約 100 億美元,而歐洲市場則有 70 億美元,至二○○七年全球市場更可高達 800 億美元。 資料來源: 《科學發展》2003年2月,362期
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重要器官失去功能(心臟)
其殘障之認定必須俟治療中止,確知無法矯治,對身體功能確具障礙者。
有二種以上重要臟器併存身心障礙時,提高一等級。
各臟器之身心障礙標準
症狀綜合衡量。
有無工作能力。
影響其日常生活活動。
需他人扶助之情形。
等級 障礙程度 備註
極重度
心臟血管機能遺存極度障礙,生活自理能力喪失,並經常需賴醫藥及家人周密照顧,而有下列情形之一者:
難以控制之進行性慢性鬱血性心衰竭,心臟機能損害第四度,且經治療三個月仍無法改善者。
由高血壓心臟病導致之腦血管障礙,極度喪失自理能力,且經治療六個月無法改善者。
心臟移植者。
心臟機能損害分類標準:
第一度:有心臟病,但無運動障礙,平常之活動下,無氣喘胸痛疲倦或心悸現象。
第二度:有心臟病,且有輕度運動障礙,在休息或輕工作時無症狀,但日常生活較重之工作時則有症狀。
重度
心臟血管機能遺存顯著障礙,生活自理能力欠缺,需賴醫藥及家人周密照顧,而有下列情形之一者:
心臟機能損害第三度,有多發性鬱血性心衰竭,其心臟機能除飲食起居外,不能作任何操作勞動,且經治療六個月無效者。
難以控制之頻發性心絞痛,且無法接受冠狀動脈整形手術或繞道手術(或手術失敗),經診斷確實,而治療六個月無改善者。
任何心臟病,心臟機能損害第三度,有多發性鬱血性心衰竭,其心臟機能除飲食起居外,不能作任何操作勞動,且經治療六個月無效者。
難以控制之頻發性心絞痛,且無法接受冠狀動脈整形手術或繞道手術(或手術失敗),經診斷確實,而治療六個月無改善者。
多發性複雜心室性心律不整,合併多發性腦缺血症狀,經治療六個月無改善者。
重度心臟傳導阻滯,合併多發性腦缺血症狀,經心電圖證實,而無安裝人工心律調速器者。
任何心臟病,在手術後六個月,其心臟機能損害仍在第三度者。
肢體周邊動脈阻塞性疾病(經超音波或血管攝影證實),無法手術,但經藥物治療三個月以上仍有缺血性潰瘍者。
※第三度:有心臟病,且有重度運動障礙,休息時無症狀,但稍有活動即有症狀。
※第四度:有心臟病,且無法活動者,在靜止狀態下有心臟代償不全,活動時症狀加重。
中度
心臟血管機能遺存障礙,生活尚可自理,但需賴藥物治療,無法從事輕度勞動(第三度)或勞動可能導致生命危險,而有下列情形之一者:
經藥物或外科手術後之各種心臟病,有一次以上鬱血性心衰竭,而藥物治療六個月,尚難完全控制症狀者。
患有夾層性主動脈瘤者。
動脈瘤無法手術完全切除者。
輕度
心臟血管機能遺存障礙,室內生活可自理,但室外活動仍受限制,或有危險性,而有下列情形之一者:
凡不能以藥物或外科手術治療之心臟病,有鬱血性心衰竭病史及證據,但可用藥物控制症狀者。
接受永久性心律調整器者。
下肢深部靜脈疾病具有顯著下肢水腫者。
重要器官失去功能(肝臟)
等級 障礙程度 備註
極重度 肝臟機能遺存極度障礙,生活無法自理,經常需要醫藥或家人周密照顧,而有下列情形之一者:
符合Pugh's modification of Child-Turcotte criteria 等級之Child's class C者。
肝臟移殖者。
Pugh's modification of Child-Turcotte criteria 等級,如附件二
重度
肝臟機能遺存顯著障礙,生活自理能力喪失,需家人周密照顧,符合Pugh's modification of Child-Turcotte criteria 等級之Child's class B,且有下列情形之一者:
肝硬化併難治性腹水。
肝硬化併反覆發生及肝性腦病變。
肝硬化併反覆發生之食道或胃靜脈曲張破裂出血。
自發性腹膜炎。
中度
肝臟機能遺存顯著障礙,終身不能從事任何工作,日常生活需人扶助,而有下列情形之一者:
符合Pugh's modification of Child-Turcotte criteria 等級之Child's class B,且合併食道或胃靜脈曲張破裂出血者。
反覆性膽道狹窄或肝內膽管結石經兩次以上手術,仍有反覆性膽管發炎者。
輕度
膽道括約肌切開或成形術後有返逆性膽道炎持續發作一年或以上,且經臨床證實之肝臟機能遺存顯著障礙,室內生活可自理,室外生活仍受限制者。
重要器官失去功能(肺臟)
等級 障礙程度 備註
極重度
需氧氣或人工呼吸器以維持生命者:
慢性穩定狀況時,未給予額外氧氣呼吸,動脈血氣分壓低於(或等於)50mmHg,經三個月治療仍未改善者。
需使用人工呼吸器以維持生命,經三個月治療仍未改善者。
重度
肺臟疾病經一年以上治療,肺功能仍未改善,且日常生活高度依存他人照顧,而有下列之一者:
FEV1(用力呼氣一秒量)為正常值百分之二十五以下者。
FEV1/FVC(用力呼氣肺活量)之比率為正常值百分之三十五以下者。
DLco(肺瀰散量)為正常值百分之二十五(含)以下者。
肺臟切除一側或以上者。
施行永久性氣管切開術後,在未給予額外氧氣時,動脈血氧分壓於50mmHg至55mmHg(含)。
中度
呼吸器官疾病經治療六個月以上,未能改善,經臨床與肺功能評估,確認其病況為不可逆之變化,日常生活部份依存他人照顧,而有下列之一者:
FEV1(用力呼氣一秒量)為正常值百分之二十五至三十(含)者。
FEV1/FVC(用力呼氣肺活量)之比率為正常值百分之三十五至四十(含)者。
DLco(肺瀰散量)為正常值百分之二十五至三十(含)者。
肺臟切除兩葉或以上未達一個肺者。
施行永久性氣管切開術後,在未給予額外氧氣時,動脈血氧分壓於55mmHg至 60mmHg(含)。
輕度
呼吸器官疾病經治療六個月以上,未能改善,經臨床與肺功能評估,確認其病況為不可逆之變化,日常生活勉可自理,而有下列之一者:
FEV1(用力呼氣一秒量)為正常值百分之三十至三十五(含)者。
FEV1/FVC(用力呼氣肺活量)比率為正常值百分之四十至四十五(含)者。
DLco(肺瀰散量)為正常值百分之三十至三十五(含)者。
肺臟切除一葉或以上未達兩葉者。
施行永久性氣管切開術後,需經常清除分泌物以維持呼吸功能者。
重度睡眠呼吸障礙,呼吸障礙指數(Respiratory Disturbance Index ,RDI)大於或等於每小時四十次,或每日累積重度缺氧時間(Sp02小於或等於百分之八十五)超過一小時(含)以上,需使用呼吸輔助器者。
重要器官失去功能(腎臟)
等級 障礙程度 備註
極重度
慢性腎臟疾病或泌尿系統疾病併發尿毒症,需長期透析治療,生活無法自理,經常需要醫藥或家人周密照顧者。
腎臟移植後應重新鑑定
重度
腎臟機能遺存顯著障礙,生活自理能力喪失,並需家人周密照顧,而有下列情形之一者:
慢性腎臟疾病或泌尿系統疾病併發腎機能衰竭且肌酸酐廓清試驗每分鐘在十五公攝以下,合併有高血壓或貧血,經治療三個月無進步者。
永久性尿路改道者。
中度
腎臟機能遺存極度障礙,生活自理能力喪失,並需家人周密照顧,而有下列情形之一者:
一側腎全切除或無機能者。
慢性腎臟病或泌尿系統疾病併發腎機能衰竭且肌酸酐廓清試驗每分鐘在十六至三十公攝之間,治療三個月無進步者。
輕度
慢性腎臟病或泌尿系統疾病,併發腎臟機能減退,有輕度氮血症(尿素氮及肌酸酐超出正常值,但每百公攝血液內分別在四十毫克與四毫克以下),不能從事任何工作,日常生活需人扶助,且經治療三個月無進步者。
因吞嚥器官之神經或結構異常而致永久性之吞嚥機能缺損者
等級 障礙程度 備註
吞嚥機能障礙中度
因吞嚥機能缺損而需長期以管食方式或造廔灌食維持生命者。
吞嚥機能障礙輕度
食道嚴重狹窄經擴張術後僅能進食流質者
胃輕度
因醫療目的將胃全部切除,經口飲食但無法保持理想體重的百分之七十五,或需長期全靜脈營養治療者。
全胃切除後常有脹氣、食量減少,甚至有食物逆流口腔、吞嚥問題,體重無法保持而逐漸下降,致生活和工作發生障礙。
腸道重度
因醫療目的將小腸大量切除,無法經口飲食保持一定體重,或需長期全靜脈營養治療者。
小腸大量切除後,體重無法保持而逐漸下降,致生活和工作發生障礙
腸道輕度
因醫療目的,將腸道部分外置於體表,需裝置永久性人工肛門,終生由腹表排便。
人工肛門分為永久性及暫時性,永久性人工肛門患者,因終生需由腹表排便,身心難免受到衝擊,社會適應能力亦受影響,故永久性人工肛門患者可列為輕度身心障礙者範圍。至暫時性人工肛門患者,於病情穩定後即可恢復肛門排便,不屬殘障者範圍。
膀胱輕度
裝置永久性人工膀胱或膀胱造廔,終生需由腹表排尿者。
因神經受損致膀胱功能異常,無法正常排尿,需長期導尿照護者
造血機能
由於骨髓造血機能異常,致無法正常生活及工作者
等級 障礙程度 備註
重度
造血功能極度缺陷,經治療三個月以上仍無改善,無法負荷日常工作,並需家人周密照顧,同時具有下列第一、二、三、四項,或有血色沈著病(hemochromomatosis)情形者:
顆粒性白血球500/mm3以下。
血小板20,000/mm3以下。
修正後網狀紅血球指數(index)在0.8%以下。
每個月至少需輸血一次。
※重新鑑定期間:兩年。
※血色沈著病(hemochromomatosis)的判定需符合以下兩項:
血清中transferin saturation大於百分之八十。
心臟機能損害第三度以上或肝臟纖維化或硬化。
中度
造血功能缺陷,經治療三個月以上,仍同時具有下列項目中之兩項,且需不定期輸血,無法負荷日常工作者。
顆粒性白血球500/mm3以下。
血小板20,000/ mm3以下。
修正後網狀紅血球指數(index)在0.8%以下。
輕度
造血功能缺陷,經治療三個月以上,仍具有下列項目中之任一項,且每個月至少需輸血一次,無法負荷日常工作者。
顆粒性白血球500/mm3以下。
血小板20,000/ mm3以下。
修正後網狀紅血球指數(index)在0.8%以下。
人造活體組織
940322
崔佔峰
英國牛津大學工程科系教授、中國大連理工大學首位長江學者講座教授崔佔峰,近日以生理學研究趨勢預測,再過十年至十五年,人體的部分組織如骨骼、肌肉、血管、筋腱、甚至神經等都可望「量產」。
崔佔峰向新華社表示,人體組織工程的努力目標在於開發生物替代物並植入人體,以替換、修復、維持或強化人體組織器官的功能。
崔佔峰說,目前的研究有兩個模式,
一是應用於病人的自體模式,例如一位病人某塊骨頭損壞,經由X光可了解壞死骨頭的資訊,然後將需要再造的骨頭資訊輸入電腦,由電腦設計出一個新骨頭的支架,透過立體圖像列印出一個由高分子材料製造的支架,再把患者自身的幹細胞放進這個支架,透過工程技術培養一塊新的骨頭,再植入患者身體,這一模式用於臨床應用可能只需三至五年。
第二個模式是工業化生產活體組織。目前的醫學技術已可製出人造活體皮膚,未來可再透過生物工程技術製造出數以千計、不同型號、規格的骨骼、肌肉、血管、筋腱等,以冷凍方式保存,一旦有需要就可以如輸血一般選擇適合自己基因的「產品」來移植。
2006/2/11 上午 07:54 美國猶他州一名科學家研發出一種再生細胞膠,有助於從實驗室中做出人造器官。
科學家取出一個你的細胞,最後卻可培育出各式不同的器官,這不是科幻電影【絕地再生】的劇情,而是美國猶他州科學實驗室裡正在研發的實驗。
猶他州大學的生化教授最近在實驗室中發展出這種無色無味的再生細胞膠,科學家只要取得某個人類細胞,從細胞中找出生長結構,這種再生細胞膠便可依照科學家規劃的生長方式,在實驗室的培養皿中長成人類細胞的模樣。
研究員生化博士普萊斯蔚區說,「他們可自行組成,變成可用的細胞。」
許多再生組織組合起來甚至可發展出整個器官,雖然科學家可再生器官,但他強調他們並不想扮演上帝,蔚區說「我們不想欺騙生物學和扮演上帝,我們只是利用現有的生物學,讓這些組織自行組成。」
這項研究目前還在起步階段,不過美國國家科學發展基金會已同意挹注五百萬美金的研究經費,好讓這個研發計畫能早日實現。
高縣義大醫院 完成首例肝臟腎臟移植手術
中央社╱中央社 2007-01-22 17:21
(中央社記者陳守國高雄縣二十二日電)
創立兩年半的高雄縣義大醫院完成首例肝臟、腎臟移植手術,其中肝臟移植手術病患今天出院,兩位腎臟移植手術病患回診,醫療團隊為他們慶生,也宣佈醫院可進行屍肝、活肝、腎臟移植手術,嘉惠南部地區肝、腎病病患。
義大醫院院長陳宏基率同副院長陳翰容、外科部長余燦榮、副部長陳耀森、泌尿科主治醫師王華斌出席記者會,肝臟受贈者五十六歲陳蘇女士,腎臟受贈者二十八歲李姓女子、二十九歲陳姓男子也出席記者會,他們感謝醫療團隊改善他們的病情,以及生活品質。
陳宏基表示,急重症治療及器官移植手術是醫院主要醫療服務,醫院創立兩年半就完成肝臟、腎臟移植手術是醫院醫療里程碑。
陳翰容則稱許器官捐贈者的大愛精神,他表示,器官捐贈者是二十六歲男子,為家中獨子,去年十二月二十五日車禍,被送到醫院進行頭部手術,取出腦部血塊後病情持續惡化,經醫師向家屬解釋說明後同意捐出可用器官,二十七日晚上宣佈腦死後進行肝臟、腎臟移植手術,醫院三組醫療團隊同時進行移植手術。
曾是高雄長庚醫院肝臟移植小組成員之一的陳耀森,去年二月轉到義大醫院服務,積極組成肝膽醫療小組,並添購相關器具。他表示,去年八月醫院通過行政院衛生署審核為屍肝及活體肝臟移植執行醫院,完成首例肝臟、腎臟移植手術,驗證醫療團隊成形。
陳蘇女士住在屏東縣,罹患B 型肝炎轉為肝硬化,八年前到高雄長庚醫院就醫診治,二零零三年四月發現左肝肝癌,由陳耀森主刀切除部分左肝,後來跟隨陳耀森轉到義大醫院繼續治療,病情持續惡化,合併門脈高壓、食道靜脈瘤、大量腹水、黃膽等症狀,經醫院評估,且本人同意,去年十二月二十八日凌晨三時許進行肝臟移植手術,直到二十八日中午十二時完成。
陳蘇女士表示,手術前腹水很多,很辛苦。手術後整個人感覺很輕鬆。
李姓女子與陳姓男子是腎衰竭病患,在醫院洗腎一年多,兩人年輕,經醫院徵詢同意,且血型組織配吻合後,各獲得捐贈者一枚腎臟,去年十二月二十七日晚上進行移植手術,三個小時完成,術後第二天尿毒症明顯改善、尿毒指數明顯下降,排尿量也接近正常人的尿量,兩週後出院。今天是兩人第二次回診。
余燦榮表示,目前國內有五、六百位病患等候換肝,六千多人等候換腎,醫院積極成立器官移植中心,擁有能力優異移植團隊,配合器官捐贈,提供優質服務。
他也籲請想到中國大陸進行器官移植手術的病患,應考量當地的移植醫療水準及後續諸多的後遺症,以免造成身體難以挽回的遺憾,也造成金錢的負擔。
陳耀森也籲請民眾踴躍捐出器官,拯救病重病患,遺愛人間。
義大醫院也建立需要肝臟、腎臟移植手術病患名冊,只要有捐贈器官或活體器官,完成各項準備作業後就可進行移植手術
人工肝臟的新製法
作者: 蕭長春 長庚大學臨床醫學研究所
鄞志修 清華大學化學工程學系
95/05/15
肝病是臺灣最常見的本土病,在衛生署的十大死因統計中,慢性肝病、肝硬化和肝癌都名列前茅。根據本世紀初的統計,臺灣每年平均約有5千人死於慢性肝病和肝硬化所造成的肝衰竭。臺灣在慢性肝病和肝硬化死亡率上的排名是全世界第二位,僅次於南韓。
雖然現代的醫學進步,已發展出許多治療肝臟疾病的藥物,B型肝炎疫苗的推廣也明顯降低臺灣人染上B型肝炎的比率。然而,肝臟被喻為人體中最沉默的器官,沒有神經的分布,因此,像是酗酒、藥物、或是過度疲勞而對肝臟開始造成損傷時,病患並不會有知覺。等到病患察覺不對勁時,往往已經達到末期而難以醫治的地步。
對於肝臟疾病末期的病患來說,「換肝」仍是目前醫學界公認的最佳治療方法。不過,肝臟的捐贈者非常有限,因此,大部分需要換肝的病患都在等待期間死亡。另外,並非所有需要換肝的病人都符合換肝條件,肝癌、酒癮患者、合併有其他重症的病患,或是年紀較大的病患,都會被排除在換肝手術的名單之外。
由於國人器官捐贈的風氣還不是十分盛行,再加上臺灣的成年人中,有 15 ~ 20% 是B型肝炎帶原者,他們的肝臟是不能捐贈的,因此可謂是「一肝難求」。在臺灣,能夠獲得肝臟移植而存活下來的肝病病患人數,大約是肝病死亡者的 2%。
人工肝臟的發展
為使每位末期肝病患者都有重生的機會,大約在 1960 年醫學界便提出開發「人工肝臟」輔助系統的構想。期望人工肝臟能像洗腎機般清除病人體內的代謝廢物,以分擔病人部分的肝功能,使肝病患者能夠支持到進行換肝手術,或者是等待病患的肝臟自行復原。
人工肝臟大多是由單支到數支管柱所組成的裝置,管柱內置有透析膜或填充特殊吸附材料,或是把肝細胞培養在管柱中。當血液經由管柱內的管道通過人工肝臟時,人體內的廢棄物便被濾除,人體所需要的物質則從人工肝臟釋放到血液中。最後,淨化過後的血液離開人工肝臟再送入人體。
人工肝臟的發展分為兩大方向,即機械性人工肝臟和生物性人工肝臟。前者類似洗腎機,除了利用透析方法外,並採用離子交換樹脂和活性碳來去除體內的代謝廢物。雖然機械性人工肝臟在研發上較容易,但只能提供代謝廢物移除的功能,無法提供肝臟其他的生化代謝功能,臨床實驗結果指出這類裝置對於重症患者的輔助效果不佳。
生物性人工肝臟以肝細胞為核心元件,理論上具有完整的肝功能,能夠發揮如同肝臟一樣的機能,因此在人工肝臟發展上較受到重視。不過,開發生物性人工肝臟長久以來一直遭遇到的最大挑戰,便是肝細胞來源短缺的問題。前面說過,捐贈的肝臟非常珍貴,通常就直接供肝臟移植之用,哪裡還會再分一些肝細胞做為其他用途呢?
肝細胞的供應方案
是否能取得足夠的肝細胞是人工肝臟開發的關鍵。理論上,一個人工肝臟至少需要填裝 150 克的肝細胞,這相當於 150 億個肝細胞或十分之一的肝臟。在目前,要取得這麼多的肝細胞只有兩種方案,就是大量培養不朽化人類肝細胞株或使用動物肝細胞。
成熟的肝細胞不具有增殖能力,無法在體外大量培養,不過可利用基因轉殖使肝細胞擁有不斷增殖的能力,而成為不朽化細胞株。雖然不朽化人類肝細胞容易培養,也能大量增殖,然而這種細胞卻帶有重大的缺陷:不朽化人類肝細胞的功能遠不如正常的人類肝細胞。因此,採用不朽化人類肝臟細胞的人工肝臟雖然已經進入臨床實驗階段,但實驗結果並不理想。
動物肝細胞是人工肝細胞來源的另一種方案,常用的動物是豬。豬的肝細胞容易取得,而且成本較低,因為養豬相較於細胞培養來說,所使用的設備及技術在成本上都低廉許多。然而,使用動物細胞的重大隱憂卻是可能帶來異種疾病感染的風險。另外,目前的技術還不能使豬的肝細胞培養在人工肝臟內仍能長期保持原有的肝功能。而且,豬肝的肝功能和人肝不完全一樣,少數的研究指出,使用人類肝細胞的人工肝臟仍較其他物種的肝細胞更能提供治療效果。
肝細胞來源的新希望
幹細胞是體內的原始細胞,平時處在不活動的狀態,隱身於人體各處組織中。當某處組織的細胞因為老化或受傷而損失時,位在附近的幹細胞便活躍起來,進行分裂與分化,以補充損失的細胞。自從幹細胞能夠在實驗室中分離、培養,並且能夠再分化成為成體細胞後,幹細胞便成為再生醫學的希望,可做為修復人體的材料。
肝臟具有很強的再生能力,即使因為藥物傷害、病毒感染或手術切除而剩下 30% 的肝細胞,仍能在短時間內再生而回復原狀。因此,許多研究者嘗試利用肝臟幹細胞來生產肝細胞。然而,由於人類肝臟不易取得,難以進行研究。骨髓幹細胞或臍帶血幹細胞則較容易取得,也有人能在體外培養,並利用生長激素誘導分化成具有肝細胞特徵的似肝細胞。
不過,無論是採用肝臟幹細胞,還是骨髓幹細胞或臍帶血幹細胞,目前在這方面的研究所遭遇到的最大挫折,都在於這些細胞非常難以在實驗室中大量增殖。這些幹細胞在人體內所占的比率非常低,通常低於百分之一到萬分之一,如果這些分離出來的細胞無法大量增殖,那麼也就無法產生足夠的肝細胞供醫療用。這一瓶頸仍有待科學家的努力。
胚胎幹細胞的應用潛力
胚胎幹細胞是取自囊胚時期的胚胎,比起取自成體的幹細胞更為原始、更為年輕,因此,胚胎幹細胞具有不斷再生和多潛能分化的能力,可大量增殖並分化成人體內兩百多種成體細胞。自從人們知道幹細胞的存在後,便開始探討再生醫學的可能。不過,在幹細胞的研究上遭遇許多困難,使得再生醫學的進展一再受到阻礙。胚胎幹細胞的出現便提供再生醫學另一個選擇的方向。
目前阻礙人類胚胎幹細胞相關研究的障礙,主要在於倫理及法律上的爭議,使得科學家們無法進行更大膽的嘗試。但是,胚胎幹細胞所具有的獨特優勢,使得它仍然深受矚目而不斷有研究資源持續投入。
雖然在醫療或學術研究上使用肝臟幹細胞、骨髓幹細胞或臍帶血幹細胞,並沒有倫理及法律上的束縛,然而科技上的瓶頸使得幹細胞的研究進展緩慢。這些幹細胞除了難以增殖之外,還有疾病傳染的疑慮。幹細胞的品質取決於捐贈者的健康狀況,骨髓幹細胞和臍帶血幹細胞的採集較容易,可取自健康的捐贈者,然而,我們幾乎不可能從健康的人體上取得肝臟幹細胞。
胚胎幹細胞的分化
在體外培養中,胚胎幹細胞的生長與分化遵循著胚胎發育的過程。胚胎幹細胞的增殖一般採用平面貼附培養,但若想讓胚胎幹細胞分化出各種成體細胞,則必須先使其進行胚體形成,才會進一步產生各種成體細胞。胚體是一種類似胚胎的構造,如同胚胎一般,具有內胚層、中胚層和外胚層,每個胚層可各別分化出特定的成體細胞。
要使胚胎幹細胞形成胚體,必須採用一套截然不同的培養方法。首先,以酵素處理胚胎幹細胞團,使細胞打散,再把數百個胚胎幹細胞培養在一顆懸吊的培養液液滴當中。由於重力的關係,這數百個胚胎幹細胞會沉降在液滴底部,然後形成細胞團,進一步形成胚體。
不過,使用液滴製造胚體的方式非常耗費人力,而且胚體培養的時間不短,在這一段期間仍要為每個液滴更換培養液,這簡直是一件令人難以想像的工作。因此,另一種替代的做法是採用懸浮培養的方式,把胚胎幹細胞培養在細胞不易沾黏的培養容器中,如此一來,胚胎幹細胞仍會自行聚集成團,而形成胚體。
當胚體形成後,可繼續在懸浮的狀態下培養,胚體會自發性分化出各種成體細胞。然而,因為細胞持續不斷地增殖,使得胚體體積不斷增大而造成氣體及養分的供應困難,且胚體內的廢物也難以排放出去,最終會引起胚體內部發生壞死現象。因此,大多數的研究者都會在胚體形成後改用貼附培養方式,使細胞往二維空間增殖,以減輕氣體、養分和廢物的傳送問題。
提高肝細胞分化比率
雖然胚胎幹細胞會自行分化出各種成體細胞,然而,若放任胚胎幹細胞自行分化,便無法得到較高比率的特定細胞。例如,肝細胞僅占人體總細胞數的百分之二,假如這個花費大量人力、物力和時間的體外培養系統,也只能得到這麼低比率的肝細胞,那麼,採用胚胎幹細胞來取得肝細胞便不具經濟效益。
要讓胚胎幹細胞分化成為特定的成體細胞,目前所提出的策略是讓胚胎幹細胞處在分化成為肝臟的模擬環境中,以促使胚胎幹細胞都朝向肝細胞的方向去分化。前面說過,體外培養的胚胎幹細胞其分化過程類似胚胎發育的過程,我們可以藉由對胚胎發育的了解,得知胚胎發育過程中各種生長激素的調控方式,然後在培養過程中加入適當的生長激素,便可以誘導胚胎幹細胞分化成為肝細胞。除此之外,把胚胎幹細胞培養在特殊材料的表面上,例如膠原蛋白,也有助於胚胎幹細胞分化成為肝細胞。
不過,依據目前的技術,採用生長激素和培養材料並不能促使所有的胚胎幹細胞都分化成為肝細胞。另一方面,生長激素非常昂貴,使得肝臟細胞的生產成本難以降低。因此,近年來有些科學家採用基因工程的方法,來促使胚胎幹細胞分化成為肝細胞。
這種方法是把調控分化成為肝細胞的基因序列轉殖入胚胎幹細胞中,以強迫這些胚胎幹細胞啟動肝細胞分化的程式。這些經過基因轉殖的胚胎幹細胞,幾乎全部都能分化成為肝細胞,然而,因為仍未全然了解人類基因的運作方式,採用這種方法可能會製造出不正常的肝細胞,因此並未廣為採用。
一線希望
人工肝臟的發展已經將近50年了,然而到目前為止,仍無令人振奮的臨床研究成果。影響人工肝臟發展的關鍵,就在於如何能夠獲得來源穩定、數量充足、以及具有正常肝功能的人類肝細胞,而利用幹細胞來獲得人類肝細胞,已成為人工肝臟開發成功與否的一線希望。
我們期望能在不久的將來解決肝細胞的生產瓶頸,到那時,培養著人類肝細胞的人工肝臟將可望順利進入臨床實驗。從我國肝病比率向來遠高於歐美國家的情況來看,發展這套人工肝臟輔助系統有其必要性,而且深具意義。
附錄
應用胚胎幹細胞製作人工肝臟示意圖:(A)胚胎幹細胞培養:胚胎幹細胞是以細胞團的方式培養,為了抑制胚胎幹細胞在這個階段發生分化現象,培養液中會添加抑制因子。因為胚胎幹細胞增殖速率較快,若能在這個階段培養出大量的胚胎幹細胞,會有利於後續量產成體細胞。(B)胚體形成:利用酵素處理,使胚胎幹細胞脫離培養皿並且分散開來,再把胚胎幹細胞培養在不易沾黏的特殊培養皿中。這些原本已經分散開來的胚胎幹細胞又會聚集成團,而成為胚體。(C)肝臟細胞誘導分化:取出培養好的胚體,移入已經預先披覆膠原蛋白的培養皿中,胚體就會貼附在培養皿上並分布開來。這些細胞仍會不斷增殖,但開始分化成各種成體細胞。為了產生較多的肝臟細胞,會在這個培養過程中加入各種生長激素,以控制細胞的分化方向。(D)人工肝臟應用:培養出來的肝臟細胞會再次用酵素處理,使細胞分散開來並脫離培養皿。然後,進行細胞純化的工作,去除掉其他種類的細胞,最後剩下來的肝臟細胞便灌注到人工肝臟中。製備完成的人工肝臟將連接到肝病患者身上以進行治療工作。
資料來源: 《科學發展》2006年5月,401期
建立人類的身體工房—─組織工程
作者: 宋信文 清華大學化學工程學系
梁晃千 清華大學化學工程學系
92/02/19
想像一下骨折無法癒合,可能面對一輩子的疼痛與行動不便,骨科醫師於骨折缺損處,填上一種含生長因子的接合劑,結果骨折處神奇地癒合了。或者肝臟病人需要新的肝,醫生不需煩惱移植肝臟來源的取得,直接植入病人自己的幹細胞進行修補,就能恢復正常的肝功能。這些場景都已不再是科幻電影中的虛擬情節,藉著一門新興的科學──組織工程,人體組織與器官的病變與缺損,都可以像汽車進保養廠般換上新的零件,而恢復正常的功能。
組織工程的背景
由於移植器官來源嚴重的缺乏,早在一九八○年代美國麻州總醫院的外科醫師喬瑟夫‧韋肯逖(Joseph Vacanti)與麻省理工學院的化工系教授羅伯特‧藍格(Robert Langer),便已想到或許應該像製造汽車零件般的,利用科學的方法製造人體組織與器官的零件,以克服器官捐贈來源短缺的窘境。因此他們結合了醫學背景與工程材料的知識攜手合作,研發能修復人體病變組織與器官的零件,這就是組織工程的開始。
一九九二年他們研究一種能被生物體分解的多孔狀結構高分子材料,並在其上培養軟骨細胞。由於高分子材料的多孔狀結構能讓培養液與代謝物自由穿透,培養的細胞因此能著床且增生,形成新的軟骨組織。他們也成功地在老鼠背上培養出人耳形狀的軟骨。
一九八七年美國國家科學基金會提出並界定組織工程為重點科技,並於次年在加州太后湖舉行了第一次組織工程會議。一九九○年舉辦了第一屆組織工程學術研討會,而專業期刊《組織工程》(Tissue Engineering)也在一九九五年正式發行。美國與世界的組織工程學會也分別於一九九六與一九九八年正式成立,自此組織工程已成為生物技術研究領域的顯學。
人體組織與器官的基本結構
人體的各項組織與器官,基本上是由細胞與支撐細胞的細胞外間質所構成的,而細胞外間質主要是由結構性纖維和親水性物質所組成。結構性纖維的主成分包括膠原蛋白和彈力蛋白,膠原蛋白的合成主要在纖維母細胞中進行,一開始先形成膠原蛋白分子,分子的兩端有非螺旋的部分,當此一部分分泌到細胞外時,才將分子尾端非螺旋的部分折斷,形成一典型的三股螺旋結構膠原蛋白分子。之後膠原蛋白分子再藉由自身交聯反應,聚集形成膠原蛋白細纖維,然後再進一步形成膠原蛋白纖維。膠原蛋白的特殊結構,使得人體的組織具有一定的機械強度。
彈力蛋白是由個別的多胜肽鏈所組成,稱為彈力蛋白分子,其分子量大約為 7,000 道爾頓(Dalton),藉著共價鍵結而交叉相連,顧名思義彈力蛋白的特殊結構,給予人體組織一定的拉伸與舒張的彈性。而親水性物質主要是由葡萄糖胺聚合醣所組成,包括了透明質酸、硫酸軟骨素和硫化角蛋白等,這些葡萄糖胺聚合醣主要是由胺基半乳糖、葡萄糖胺和葡萄醣醛酸三種單體所構成。上述的葡萄糖胺聚合醣分子皆相當親水,因此使得人體組織能保有相當的水含量,且具有抗壓性。
組織工程三要素
了解人體組織與器官的基本結構之後,依仿生觀點來看,構成組織工程的三要素為:人工細胞外間質──支架、細胞與生長信息。人工細胞外間質主要是利用可分解的天然或合成高分子材料製備而成,具有多孔性的結構,以模擬原本生物體內細胞外間質的環境,使得細胞能夠遷入,並於此人工細胞外間質內增生。之後人工細胞外間質會逐漸被生物體內的酵素或水分所分解,讓受損的組織逐漸地再生與修復。近一、兩年來,也有研究群在這些材料上接枝葡萄糖胺聚合醣,進一步模擬生物體的細胞外間質的真實組成,以提高材料與細胞的相容性。
而細胞的來源包括自體細胞、同種細胞、異種細胞、幹細胞與基因改質細胞等。所謂自體細胞是指病人自己身上取下來的細胞,同種細胞是指別人捐出來的細胞,異種細胞是指由其他動物身上取下來的細胞,而幹細胞是指人體未分化且分裂增生能力極強的原始細胞,基因改質細胞則是利用基因工程技術改質後,具有特殊功能的動物細胞。有了細胞與其依賴生長的人工細胞外間質後,還需要加入能傳達細胞貼附、增生、遷徙與分化信息的貼附因子、生長因子與細胞素等蛋白質分子。
組織工程的執行,可利用體外或體內的方式來進行。所謂體外的方式,是指結合上述的組織工程三要素,在實驗室無菌操作的環境下,培養出人體組織與器官的零件,之後再由外科醫師植入病人的身上。而體內的方式,則是僅提供人工細胞外間質與生長信息蛋白質分子,在醫生植入病人缺損的部位後,引進病人周遭組織與器官的細胞,而完成修復的動作。
組織工程的展望
從一九八○年代韋肯逖醫師與藍格教授展開了組織工程這個領域的研究,至今已有十來年的歷史。組織工程所涵蓋的領域涉及細胞學、生醫材料、生理學、分子生物、臨床醫學、外科及病理學等專業知識。目前科學家致力研發的組織工程人工器官有皮膚、軟或硬骨、心臟瓣膜、血管、再生神經、人工眼角膜、人工肝臟與人工結締組織等。雖然人體組織或器官零件的量產,在短期內還無法完全實現,但未來人類的組織或器官因病變所造成的缺損,可藉由人體幹細胞或組織細胞經實驗室培養所形成新的組織或器官,提供病人安全的「備用零件」,這一構想絕非是夢!如此或可解決目前器官移植來源短缺的瓶頸,也將人類生命及醫療的技術推展到另一新的境界。
也因為如此,美國《時代》雜誌於二○○○年五月廿二日所刊載的一篇文章〈未來最熱門的前十項職業是什麼?〉中,將組織工程師列名第一。另外根據調查指出,全球組織工程產品的市場規模約有 250 億美元,年成長率為 12%;其中美國占 40% 約 100 億美元,而歐洲市場則有 70 億美元,至二○○七年全球市場更可高達 800 億美元。
資料來源: 《科學發展》2003年2月,362期
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