香港空氣和水污染問題，關乎市民健康。科技大學最近領導的聯合實驗室團隊，研究以3D打印技術及Meta-Scaffolds超材料，結合小鼠幹細胞製作人造類器官（Artificial Organoids），以測試空氣和水污染對人體健康的潛在禍害。對比傳統方法，人造類器官經改良後，製作一個器官僅耗時3至7日，成本大減近九成，使用時間還可延長一個月。
成本降近90% 更透氣耐用
過往測試藥物普遍以白老鼠作實驗對象。人造類器官是利用幹細胞培養出類似人體構造的器官，用來進行各種藥物、病毒等測試，並分析細胞間的相互作用。領導研究的科大化學及生物工程學系教授、環境及可持續發展學部教授楊經倫表示，隨着全球日益反對以動物試驗藥物，且藥物在研發階段生產出的可用劑量十分有限，有時甚至少於一微克，不足夠用於白老鼠測試，因此以人造類器官作為替代變得十分重要。
楊經倫指出，研發團隊留意到，透過數字難以直接觀測到不同污染物對人體有何影響。有見及此，就着手研製老鼠的人造類器官，透過檢測空氣及水中的污染物，嘗試評估其對人類器官的實際影響。他續稱，傳統實驗經常以白老鼠作毒物測試，所以有更多數據可跟人造類器官的反應對比，為人體對污染物的潛在反應提供借鑑。
楊經倫強調，過往製作人造類器官時遇到的最大困難，是如何令器官細胞充分接觸氧氣，否則細胞很易因缺氧而凋亡。團隊現在採用3D打印技術及Meta-Scaffold超材料製作，材料具備多孔隙的結構特徵，能夠令細胞緊貼支架，同時亦保證攝入足夠氧氣；相較傳統人造類器官，使用時間得以延長一個月。
他又說，過去生產人造類器官，按照100個白老鼠的類器官計，成本介乎5萬至6萬元，且不包括人力及實驗室花費；採用3D打印後，若未來實現自動化生產，成本有望降低約九成。
由於新型材料多孔隙的特徵，類器官能更有效地暴露於環境中，令實驗結果更準確。楊經倫以肺細胞動態暴露環境監測模組為例，外部空氣泵入肺部類器官裝置後，能更充分與空氣接觸，實驗人員可更準確地觀察變化，例如存活的細胞有何分泌表現等。至於心臟類器官，可通過觀察心臟的跳速變化，分析污染物（例如重金屬鉛）濃度對器官的影響。
洽政府合作 街頭收集數據
楊經倫提到，考慮未來與政府部門合作，把類似的實驗裝置，如探測器設在街頭及大廈；甚至在一個實驗裝置中，裝備多個人造類器官，觀察污染物對不同器官的影響。未來研究把裝置改良為便攜式設備，像手錶一樣，當身處污染物濃度高的環境，裝置會發出警示。他希望藉此技術，向香港乃至粵港澳大灣區的政策制定者，提供重要的健康指數，以及加強對流行病的監測。
採訪、撰文、攝影：解青羽
