新藥研發是一場漫長而昂貴的挑戰，無數在培養皿中表現優異的候選藥物，最終仍可能在臨床試驗階段失敗。在南洋理工大學（NTU）材料科學與工程學院舉辦的學術講座中，生物材料領域專家Molly S. Shoichet教授分享了3D水凝膠技術如何幫助科研人員構建更接近人體環境的細胞模型，為新藥研發提供新的研究思路。
細胞的「3D公寓」：告別培養皿
長久以來，新藥研發都依賴於一個看似牢固、實則脆弱的基礎：在扁平培養皿中測試細胞。問題在於，人體內的細胞從不住「平房」，它們生活在一個立體的社區里，相互支撐、彼此影響。當被迫在2D平面上「躺平」，細胞的形態和功能都會失真，對藥物的反應自然也與真實情況相去甚遠。這正是無數「實驗室明星藥物」最終在臨床試驗中敗北的關鍵原因，也是新藥上市耗時漫長的癥結所在。
Molly S. Shoichet教授，多倫多大學化學工程與應用化學系及生物醫學工程系教授。
Shoichet教授介紹的3D水凝膠技術，正是希望為細胞打造更接近人體環境的「3D公寓」。由Molly S. Shoichet教授團隊研發的3D水凝膠，是一種能模仿人體細胞外基質的特殊材料。它為細胞提供了一個柔軟、立體的支架，讓細胞能自由伸展、連接，形成微型組織結構。這不只是簡單的空間升級，更是讓細胞回歸到最接近真實體內的生活狀態，從而為藥物篩選建立一個前所未有的高仿真測試平台。
領軍人物：Molly S. Shoichet教授
這項技術的領軍人Molly S. Shoichet教授，是生物材料與組織工程領域的國際權威。作為多倫多大學的最高榮譽「大學教授」，她也是加拿大皇家學會會士，曾斬獲素有加拿大「諾貝爾獎」之稱的基廉獎（Killam Prize）等諸多國際大獎。她的研究專長，正是利用化學與工程學的交叉知識，設計能促進組織修復與再生的新材料。
Shoichet教授在再生醫學領域建樹頗豐，尤其是在修復脊髓損傷、中風等中樞神經系統損傷方面取得了突破。此次在NTU的分享中，她介紹了如何將自己在生物材料領域的研究經驗應用於藥物發現，通過構建更精準的體外疾病模型，為提高藥物篩選效率提供新的可能。
這對我們意味著什麼？
這類前沿技術未來有望影響新藥研發流程，並幫助科研人員更高效地篩選潛在藥物。傳統研發動輒耗時十年、耗資數十億美元，大量資源浪費在無效的臨床前測試上。而基於3D水凝膠的「微型器官」則像一個高效的「過濾器」，能幫助製藥公司在早期就篩掉無效或有毒的候選藥物，集中火力攻關最有前景的選項。這意味著研發周期縮短、成本降低，最終讓患者能更快、更經濟地用上救命新藥。
這項技術的潛力遠不止於此。在癌症治療中，醫生可以提取患者的腫瘤細胞，在體外培育出「微型腫瘤」，測試哪種化療方案最有效，實現真正的個性化治療。對於阿爾茨海默病、帕金森病等棘手的神經系統疾病，研究者也能構建出三維神經網絡模型，在更真實的環境中觀察病變、測試新療法，為攻克這些醫學堡壘提供了新的武器。
📌 要點總結
✦ 傳統2D細胞培養皿無法模擬真實人體環境，是新藥研發失敗率高的主因之一。NTU此次邀請Molly S. Shoichet教授分享3D水凝膠研究進展，展示了該技術在構建高仿真組織模型方面的潛力。
✦ 該技術由國際生物材料頂尖學者Molly S. Shoichet教授引領，她將再生醫學的專長應用於藥物發現，為研究提供了關鍵支持。
✦ 這項技術有望大幅縮短新藥研發周期、降低成本，並在癌症個性化治療、神經退行性疾病研究等領域發揮巨大潛力，讓新藥更快惠及患者。
點擊了解，NTU如何用新材料重塑未來醫療
