用泡沫補腦洞 比珍奶更厲害的台灣之光

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2019/06/24 · 作者 / 李佳欣 · 出處 / Web only
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腦膜破損用泡沫修補、退化的膝關炎軟骨組織用酵素促進再生……這些可不是內容農場的假新聞,而是台灣的研發成果。其中,有的更已進軍國際市場,向世界展現台灣豐沛的生醫創新能量。

台灣生技產業發展迅速,醫療器材是不可或缺的一大主力。但過去國內廠商多半以製造或代工為主,較少投入原創性研發。

近年,情況開始轉變,出身工研院的研發團隊「台灣生醫材料公司(簡稱台生材)」憑著長年累積的研究經驗,開發腦部手術用的創新醫材。其中,「泡沫式人工腦膜」更是全球首創的研發。

用泡沫補腦洞,醫師不必再縫縫補補

「屋頂破了會漏水,人的腦膜也一樣。『泡沫式人工腦膜』就像是給腦用的『矽力控』」,台生材總經理廖俊仁邊說,邊操作著手中一把外型像玩具槍的注射器。

人工腦膜是腦神經外科十分常見的醫材,用以修補腦瘤或腦傷等開腦手術之後,因切割造成的腦膜破洞。

傳統修補方式大致分兩種,就像補衣褲破洞,醫師需將片狀的人工腦膜片覆蓋於破洞上,再一針一線縫補密合。另一種則是用特殊生物凝膠黏合,省時,但黏貼時,腦膜較容易滑動。

不過,這兩種方式,都很難確保百分之百密合,過去統計,約有7~42%比例的病患,會在術後出現腦脊髓液滲漏,影響復原,嚴重甚至造成感染、死亡。(推薦閱讀:3分鐘秒懂 腦瘤的開顱手術是如何進行

為了解決此難題,台生材的團隊研發一種以人體可吸收膠原蛋白製成的泡沫狀噴劑。醫師只要將它擠在「腦洞」表面,3~5分鐘後,液狀的泡沫就會凝固成型,把洞口密封住。

由於泡沫質地均勻柔軟、可任意塑形,醫師遇到位置較難深入或不規則的破洞時,也幾乎都能順利地覆蓋。

「也比用黏的省時,因為用泡沫噴,醫師也省了剪裁人工腦膜的工作,」專利共同發明人,台大神經外科醫師曾勝弘說。

靈感來源:髮膠、胡椒罐、球棒

泡沫式人工腦膜已申請到全球專利,也贏得不少國內、外生醫研發相關獎項,還被其他國際廠商稱讚是近10年來看到最具創新性的生醫材料產品。

起初,團隊將目標放在改良固定方式,提出新的縫補、釘合方案,但不是效果有限,就是作法反讓手術過程更繁複,遭到醫師否決。直到有次廖俊仁忍不住開玩笑「乾脆拿髮膠去噴算了,」大家認真一想似乎可行,才開始著手朝噴霧型的腦膜做研究。

泡沫腦膜的原理,是利用壓力將膠原蛋白溶進二氧化碳碳酸液體中,裝進小鋼瓶。當噴出瓶身接觸空氣,壓力、酸鹼度的改變就會讓膠原蛋白變成泡沫狀。

廖俊仁透露,這項研發背後其實還有不少「無名英雄」做推手。除了膠原蛋白是台生材研發,其他相關技術,台灣早就都有。世界上做最多氣泡水、噴霧的二氧化碳充填廠就在台灣,而醫療級的小鋼瓶,技術也來自國內老字號的不銹鋼胡椒罐跟球棒的工廠。

技術到位後,還要請醫師從使用者觀點做回饋。曾勝弘回憶,團隊經常帶著特別訂製或紙板做的樣品請他試用使否順手、評估泡沫凝固時間是否太快。「研發概念再好,如果醫師覺得不好用,就是失敗的設計,」廖俊仁說。

(圖片來源:shutterstock)

半導體技術 變身取血栓利器

泡沫人工腦膜的成功,也讓美國矽谷醫材創投公司Incept找上台生材,共同開發治療急性腦中風的「動脈取栓系統」。

動脈取栓是血管阻塞型中風的一種治療方式。通常用於較晚送醫治療(發病時間介於4.5~8小時之間)且栓塞位在大血管內的病患。(推薦閱讀:價值醫療/搶救腦中風 黃金時間打通血管少失能

醫師會從患者鼠蹊部動脈放入一條取栓導管,利用細長、具彈性的導絲,將導管一路引至腦動脈中,再以抽吸或牽拉的方式取出阻塞血塊。這種手術風險高,取栓過程需要很小心操作導管,以免傷及腦血管造成腦出血。

廖俊仁說,性能好的導絲,愈能安全、精準將導管送入腦血管中,「愈細軟愈安全,但又得維持足夠的硬度才能操控導管,怎麼拿捏,是最難的挑戰,」。但目前市面上只有美國一家導絲能很順暢地將導管送到腦血管深處,且價格十分昂貴。

為了搶攻龐大的國際市場,台生材以台灣引以為傲的半導體技術,將鎳鈦管進行7200次切割,成功製出扭力高但粗細逼近髮絲的金屬導絲。再搭配真空負壓的幫浦,吸出血栓,也可避免打散的血栓碎片流入腦血管更深處。

廖俊仁自豪的說,有別於以往「國外研發、台灣代工只賺工錢」的模式,團隊擁有技術專利與同等銷售利潤。未來這套設備在美量產後,將第一優先進口「回」台灣,讓國內也有最新穎的醫材可用。

退化性關節炎的病患,過去一旦軟組織開始退化,幾乎無法回復,進展到最後,只有置換人工關節一途。但台生材另一項「台灣之光」—「軟骨組織再生技術」可望扭轉此一局面。利用特殊的酵素溶解、鬆動包在軟骨細胞外的一層組織,進而促使軟骨細胞分裂、再生。

且整個手術過程更簡單。過去類似觀念的治療作法,是把病患其他部位的細胞拿到實驗室做培養,一個月後再把培養的新生細胞植回病患的軟組織中。但患者得做兩次手術、細胞培養過程繁複、一次更要價至少2萬美金,很難普遍應用。(推薦閱讀:幹細胞重大突破 軟骨再生不是夢

新做法,只要在一般手術室內、40分鐘中左右就能完成。

這項將大幅改變退化性關節治療的技術已在動物身上試驗成功,今年即將展開人體試驗。

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