台留美博士生開發關鍵技術 生醫結合3D列印

來自台灣的美國馬里蘭大學博士後研究員陳震宇近期開發出關鍵技術，可以加速細胞植入3D列印微結構的過程，未來不僅可以大大縮短藥物臨床前的試驗時間，後期更有可能應用在抗癌療程之上。

2025年國際電機電子工程師學會（IEEE）微機電系統國際會議（International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, MEMS）今年1月在台灣高雄舉行；這場堪稱微機電系統（MEMS）領域中旗艦級的國際盛會上一次在台灣舉辦已是12年前的事。

身為高雄鳳山人的陳震宇跨海赴美讀書、從事生醫研究工作已進入第8年；他今年帶著嶄新技術與會參展，在會中勇奪傑出研究獎，可說是衣錦還鄉。

從小就對各種領域都感到好奇的陳震宇，自清華大學畢業後，於台灣生技公司累積三年產業經驗。然而他內心始終渴求更有挑戰的環境，因此選擇放下穩定工作，決定在29歲那年出國攻讀博士學位。

第一站，美國康乃爾大學。從陽光普照的南都高雄千里迢迢來到位於紐約州的生醫研究聖殿，在陳震宇的印象裡總是白茫茫的一片；被風雪裹住的大學與世隔絕，彷彿身在「荒野的中心」。在這裡，陳震宇意在向生醫工程領域的大師舒勒（Michael Shuler）拜師學藝。

猶如金庸小說中主角爬上華山拜師，成為師父的關門弟子，陳震宇也希望趕在舒勒退休前，可以拜入舒勒的門下。

盡管陳震宇的誠意打動了恩師，但舒勒退休的時程倒數計時，陳震宇一年以後又面臨換老師或換學校的抉擇。最終，他選擇到馬里蘭大學生物工程系及菲謝爾生醫裝置研究所（Fischell Institute for Biomedical Devices）繼續研究工作。

陳震宇早在大學時期就北上求學，離鄉背井對他並不陌生，不過畢竟是飄洋過海，人生地不熟，難免也會思鄉。

2017年陳震宇向馬里蘭大學報到，同屆11名博士研究生中只有他並非美籍，他又已是而立之年的「學長」，在一票年輕同學中顯得突兀，不過繁重的工作很快淹沒情緒，他隨即投入沒日沒夜的研究任務。

其研究專注於提升器官晶片（Organ-on-a-Chip）技術。名稱中雖有「晶片」兩字，但與電腦晶片無關，純粹是用極小的載體來模擬器官的內部結構，以更為精準的觀察細胞在不同情況下的反應，也在此時開啟對3D列印應用的興趣。

陰錯陽差之下，陳震宇偶然注意馬里蘭大學很早就引進當時全美唯二的奈米3D列印機，其特色在於有極高的精準度，可以製作出比頭髮還要微小、在顯微鏡鏡頭下才能看到的精密物體。因此，開始朝結合生醫與3D列印做研究。

「當時只是單純的好奇心，沒想到卻開啟了新的研究突破，」陳震宇說。

一般而言，過去藥物測試用的生物細胞都是在平面培養皿上做培養，但是這樣的環境與人體差異太大，細胞有可能亂生亂長，最後變成與原本器官截然不同的模樣，甚至細胞在生長過程中也可能「意識」到自己不在自然的環境之中，乾脆罷工。

這讓研究人員極為頭痛，不但要面臨測試用細胞難以反映人體真實環境的問題，還可能白忙數周的時間，才發現細胞培養失敗，得重頭來過。陳震宇自然也深受其苦。

因此，他試圖透過高精度3D列印製作的微流體結構，不僅提供細胞良好的生長環境，更能精準模擬人體器官內部構造，讓細胞行為更貼近真實狀態。

然而，細胞似乎也有個性，會長在哪裡，或長得多大，都沒有定數，陳震宇必須另找方法，幫助細胞準確安家。最終，他透過精準調控流體的概念，得以引導細胞附著到立體微結構上的指定位置，大大縮短細胞培養的過程。

這次他即是以「3D 微列印微流體支架與快速細胞植入策略在器官晶片應用中的發展」在眾多參賽者中脫穎而出，於微機電系統國際會議上獲得傑出研究獎。

陳震宇的現任教授賓利（William Bentley）指出，這樣的應用不僅縮短細胞植入培養的時間，從原本數天甚至數周的時間，縮短至幾分鐘、幾秒鐘，他也認為：「其技術的潛力不可限量，也有可能應用在模擬人工器官上，也有潛力為重症與癌症患者量身打造療程，是跨足醫療未來的重要一步。」

能在家鄉高雄舉行的國際頂尖會議上奪得殊榮，對於陳震宇而言，是對自己科研努力的最佳肯定。作為我國教育部留學獎學金的受獎生，他特別感謝台灣政府及駐美代表處在他求學與研究過程中的支持。陳震宇感性地說，「做為台灣人獲得這樣的獎項，對我而言意義重大。」

目前，陳震宇仍持續在3D列印與生物分析技術的領域進行深入研究，期望未來能開發出更多應用於器官晶片與再生醫學的新技術，進一步造福全球患者。