如果我們吃下去的藥物，都可以所謂直達標地做治療，那必定可以少受很多苦，早日康復。藥物消除癌症腫瘤，就是ㄧ個例子。科學家希望患者服用的藥物可以直達腫瘤，進入腫瘤破壞細胞，但是這個過程，健康的細胞，得以完整保留，不受傷害。這要怎麼做呢?首先，我們要先了解腫瘤組織和健康組織之間的環境，然後針對兩者個差異，設計藥物或者奈米顆粒，來治療腫療。
標靶藥物設計
試想，如果有一種奈米顆粒小到可以進入腫瘤週圍的血管孔洞，但是又相對大到無法進入健康組織，就是ㄧ種完美的標靶藥物設計。組成健康血管的內皮細胞，有規則，彼此連結的空隙很小。反之，腫瘤週圍的內皮細胞，狀不規則，畸形，細胞之間孔隙大。只要可以設計出合適大小的奈米顆粒藥物，是不是就可以直接治療腫瘤，而不影像健康組織。
不過也不是這麼簡單，腫瘤組織內有一種組織間的流體，這種流體導致腫瘤內的壓力較健康組織大。同時，這樣較大的壓力，會排擠治療腫瘤的藥物或者攝影用的藥劑，讓他們不能順利進入腫瘤。這樣的狀況下，通常只有一小部份的藥物，可以順利進入腫瘤。
在晶片上模擬腫瘤環境
現在，新的研究發明了一種晶片，稱做tumor-microenvironment-on-chip(T-MOC)，腫瘤微環境晶片。這種晶片，可以模擬腫瘤週圍複雜的的微細環境，提供奈米顆粒進入這個環境的資訊。有了這些資訊，就可以更確切的設計合式的標靶治療方法。 T-MOC晶片的大小，約4.5公分正方，內有微流體的管道可以培養腫瘤細胞和內皮細胞。這個晶片上，同時也有細胞外組織，像是在生物組織細胞中可見的海綿組織，膠質材料用來支撐組織。
這個晶片的開發，在舊的實驗方法之外，另一種實驗方法。過去，在培養皿上做癌症細胞的實驗，無法考慮到腫瘤週圍的複雜環境，即使是動物實驗，也沒有辦法精準的顯示出奈米藥物在人體真實的狀況。然而，T-MOC系統有很大的機會可以模擬人體的癌症。
未來更精確的應用
研究員已經利用這套系統，對人類乳癌和內皮細胞做研究，了解奈米藥物如何進入腫瘤做破壞。未來，這套系統會朝像做更多抗癌藥物的研究。甚至，可以自病患身上取出癌細胞，放在這個晶片上生長，然後量測特定藥物對這項癌細胞的效果。
文章參考：Purdue University ; 圖片來源：D-Lab CC Licensed。
