儘管癌症治療日益精進，2023年衛福部公告，癌症死亡仍然是國人十大死因第一位，更有效率的癌症治療方法仍迫切被需要。除了臨床使用化學治療之外，標靶治療、免疫治療、放射治療、細胞治療等新治療方法不斷的在發展。其中，考慮個人病情有差異所發展出的個人化醫療更是引人注目，次世代基因定序、病人來源類器官、循環腫瘤細胞、T細胞治療法等都是目前癌症個人醫療的熱門工具，而體外培養腫瘤替身更是不可或缺的技術。

    現有的細胞培養方法由來已久，將人體細胞取出後培養於二維的培養皿中，每顆細胞宛如荷包蛋，平行貼附於培養皿底部，並且單層生長，細胞與細胞之間彼此接觸貧乏，這樣扁平的細胞生長形態，絕對與活體內差異很大，如此培養出的細胞，不僅缺乏大量細胞外基質，更少了細胞在人體內的組織特性，如細胞低密度聚集以及細胞排列所造成對外物的阻力與抗力。

    「體外三維培養癌細胞技術」目前共有支架法、非支架法、微流道法與磁珠法等四種，依照實際應用的穩定性而言仍以支架法最被接受。支架法的主要原理為組織工程，將癌細胞培養於多孔性的支撐物孔洞內，於動態環境下長時間培養。如此環境下細胞的生長，形態較不規則，生長緩慢，細胞產生較大量胞外物質，結合成較大的軟性組織。

    董國忠實驗室以磷酸鈣與明膠製作成多孔性骨支架，此支架與生物反應器結合可用於三維培養癌細胞。結果顯示，此支架與癌細胞具有良好相容性，使乳癌細胞於支架內部孔壁良好貼附生長，並藉此探討骨微環境促進癌細胞形成富含ECM的腫瘤組織，包括骨蛋白、骨鈣、基質硬度等。董國忠實驗室團隊將數個骨微環境對癌細胞的影響進行合併，開發出「腫瘤加速器」，此研究成果已於2022年發表於國際重要期刊(polymers, impact factor=5.0, ranking<25%)，並獲得很高引用次數，極具學術貢獻，未來於臨床醫學可發展為骨轉移的個人化醫療。

    此系統特色在縮短形成腫瘤組織所需的時間，以及可獲得大尺寸的腫瘤組織，直徑約1公分。2021年以來，此系統運用於體外培養胰臟癌腫瘤組織，並以核磁共振影像獲得腫瘤完整的三維影像，14天培養成功獲得0.6公分的腫瘤組織。此人造腫瘤具有高密度胞外基質，可呈現藥物在腫瘤內的浸潤現象，該技術目前已進入專利審查中，並與亞家生技公司洽談技術轉移，同時共同開發「細胞治療的個人化醫學」。此外，已建置完成大量樣品測試，已可以在實驗室內同時測試60個樣品，2024年八月已於國衛院網頁公告研究服務，接受委託「測試藥物腫瘤組織學體外評估」。

    癌組織工廠於臨床醫學將是一種革新的運用，不僅可落實個人化醫療，對新藥開發有更大幫助，可望縮短細胞測試與動物試驗的落差。