〈工業技術資訊月刊〉亞洲生技大展為智慧醫療開路

※來源:工研院
圖片:工業技術資訊月刊
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癌症是人類大敵,消滅癌症成為全球醫療領域的共同目標,甫於 7 月底落幕的亞洲生技大展,即展示了多項癌症治療技術,包括可運用於免疫療法,加強 T 細胞活性的仿生多突狀磁珠技術,及抑制癌細胞透過淋巴轉移的奈米載體。現場還有不讓人多受皮肉苦的抽血神器、輕量手持超音波,展現國人創新研發成果。

2019 亞洲生技大展中,工研院展出涵蓋「個人化精準醫療模式」、「居家醫療解決方案」與「保健生技」三大領域,共 16 項創新科技,為生技產業開創嶄新契機。
2019 亞洲生技大展中,工研院展出涵蓋「個人化精準醫療模式」、「居家醫療解決方案」與「保健生技」三大領域,共 16 項創新科技,為生技產業開創嶄新契機。

運用仿生磁珠技術,活化免疫反應要角的 T 細胞,加強病患抗癌戰鬥力,提升免疫療法效果;以創新淋巴藥物傳輸系統阻止腫瘤轉移,提高癌症治癒機會;打針找不到血管嗎?光電顯影讓血管無所遁形,不論體型、膚色如何,都不怕多挨針;想像超音波設備只有 400 公克?有了輕巧的智慧型手持式超音波,病患甚至無須到醫院,就能做檢查。隨時做、隨時看,醫療服務更加無遠弗屆。

從打針抽血、照超音波,到癌症治療,上述工研院在智慧醫療上的創新研發,在「亞洲生技大展」(2019 BIO Asia)中都看得到。有資通訊(ICT)技術加持,台灣生醫與醫材研發能量大增,工研院發揮跨域整合優勢,展出 16 項創新科技,除了提升國人健康福祉外,更為生技產業開創嶄新契機。

讓精準醫療與照護逐步「落地」

工研院生醫與醫材研究所所長林啟萬指出,全球人口高齡化與慢性病醫療照護需求激增,台灣也將於 2026 年邁入超高齡社會,迫切需要結合科技、醫療、生技等領域的專業人才與技術,共同就醫療診斷、疾病治療與醫療照護等方面,提供更精準、有效率的智慧醫護服務,創造醫病雙贏。

政府積極推動「生醫產業創新推動方案」,目標打造台灣成為亞太生技醫藥產業重鎮;林啟萬表示,配合產業政策,工研院也攜手產官學醫,利用台灣資通訊產業優勢,從基因體學、診斷醫療到復健照護等技術發展,著手精準醫療、智慧醫材、人才培育、國際合作與法規制度五大面向,聚焦市場需求,進而將精準醫療與照護逐步「落地」。

林啟萬也觀察到,台灣生技業者受限於企業規模,在承接生技醫療技術時,所面臨的資金與經營壓力大。工研院研發團隊從新技術開發到試量產,都會扮演產業的最佳後盾;另一方面,台灣擁有很好的 ICT 產業優勢,加上醫療資源充沛、醫材產業發展相當快速,種種優勢皆為台灣生技醫療產業的發展注入源源不絕的活水。

林啟萬表示,台灣若能在既有基礎上持續推動創新,相信未來可以在國際生技產業生態鏈中,擔綱關鍵要角,藉此發展高值化生技產業,實現 2020 年生醫產業達到 6,500 億元產值的目標,進一步邁向 2025 年兆元產業之路。

工研院生醫所所長林啟萬表示,台灣擁有很好的 ICT 產業優勢,加上醫療資源充沛、醫材產業發展相當快速,將有助於台灣生技醫療產業的發展。
工研院生醫所所長林啟萬表示,台灣擁有很好的 ICT 產業優勢,加上醫療資源充沛、醫材產業發展相當快速,將有助於台灣生技醫療產業的發展。
1. 仿生多突狀磁珠製備技術 助 T 細胞打擊癌症

利用自體免疫系統來打擊癌細胞,成為近年癌症治療的顯學!作為免疫系統一環的殺手細胞-T 細胞,主要在辨識、並攻擊受感染細胞、癌細胞與移植細胞,是對抗癌細胞的重要角色;如果沒有強化 T 細胞辨識與攻擊癌細胞的能力,就像是要求免疫系統駕著紙飛機、拿著空氣槍上戰場。然而,T 細胞長期作戰可能產生彈性疲乏、失去活力,這時該怎麼辦?

工研院開發出創新「仿生多突狀磁珠製備技術」,具有全球獨創的突狀觸角,可喚醒並強化 T 細胞,讓 T 細胞更有戰力。國外不乏運用磁珠強化 T 細胞活性的案例,但工研院的技術可透過合成參數調控突狀觸角尺寸,活化效果更佳。目前與醫院合作測試證實,可擴增 T 細胞的數量與品質,優於市售磁珠 400~700 倍,極具商業潛力。

在癌症的免疫細胞治療部分,由於需要一對一量身訂做,無法大量製造且費用高昂,加上免疫細胞的增殖能力及活性可能會隨年齡增長而下降,還有細胞培養技術標準化,都是極需面對的問題。值得一提的是,「仿生多突狀磁珠製備技術」未來也可應用於其他免疫細胞療法,搭配對細胞進行分析與檢驗,找到更適合病患的治療方法與投放藥物。

「仿生多突狀磁珠製備技術」未來也可應用於其他免疫細胞療法,搭配對細胞進行分析與檢驗,找到更適合病患的治療方法與投放藥物。
「仿生多突狀磁珠製備技術」未來也可應用於其他免疫細胞療法,搭配對細胞進行分析與檢驗,找到更適合病患的治療方法與投放藥物。
2. 皮下靜脈顯像用眼鏡裝置 一針見血

抽血,看似一件稀鬆平常的事,對於老人、肥胖者、小孩或膚色較深,不容易找到血管的人而言,就可能是一場夢魘。除了需耗費更多時間找尋適當血管,延長抽血過程,加深病患不安;若醫護因辨識不易而扎錯針,更讓病患飽受皮肉痛之苦。

工研院研發的「皮下靜脈顯像用眼鏡裝置」,可順利解決此醫病雙方困擾。以多波長光源探測皮下淺表靜脈,利用靜脈血液對特定波長光線的吸收程度進行運算與光電資訊轉換,再將轉換後的靜脈圖像,用微型投影模組即時投射在皮膚上,方便醫護人員查看血管的分布再扎針,達到「一針見血」的效果。

除了用於輔助抽血,靜脈定位投影儀還可進一步整合國內光學元件廠、微型面板廠、IC 晶片、系統整合廠,延伸應用於皮下內出血治療、腹腔鏡手術、胸腔鏡手術關節鏡手術、牙科根管治療、臉部血管觀察與醫美注射等醫療領域,創造更多元的智慧醫療服務,也為台灣 ICT 產業打入智慧影像醫療市場,創造新契機。

研院研發的「皮下靜脈顯像用眼鏡裝置」,可順利解決此醫病雙方困擾。
研院研發的「皮下靜脈顯像用眼鏡裝置」,可順利解決此醫病雙方困擾。
3. 主動淋巴標的奈米載體 抑制癌症轉移

癌細胞轉移讓癌症治療更添難度,若能從癌症轉移擴散主要途徑之一的淋巴系統著手抑制癌症轉移,將可有效降低癌症死亡率。但傳統化療主要由靜脈輸注給藥,無法在淋巴系統內達到有效抑制癌症轉移的濃度。以頭頸癌為例,化療對移轉性頭頸癌的反應率僅 30%,由於藥物進入淋巴系統比例低,或是滯留於注射部位,這些都使化療難以有效控制癌症轉移。

突破傳統化療的瓶頸,工研院改良人體組織中自然存在的黏多醣物質「透明質酸」(Hyaluronic acid;HA),開發出「主動淋巴標的奈米載體」,以淋巴組織為藥物目標,增加淋巴組織的曝藥率,解決現有癌症藥物不易進入淋巴組織的困境,有效抑制腫瘤淋巴轉移,並減少化療副作用。

此系統已在動物實驗階段呈現明顯效益,不僅較現行抗轉移藥物的效果提升 3~5 倍,並已進入先導性放大製程評估階段,預計 1~2 年內可以進入人體試驗階段,未來可望成為抑制癌細胞移轉的藥物,提高頭頸癌、胰臟癌、黑色素細胞瘤等癌症患者的存活率,也能幫助台灣生醫產業,搶攻市場規模達 159 億美元的奈米傳輸藥物商機。

工研院改良人體組織中自然存在的黏多醣物質「透明質酸」(Hyaluronic acid;HA),開發出「主動淋巴標的奈米載體」,以淋巴組織為藥物目標,增加淋巴組織的曝藥率,解決現有癌症藥物不易進入淋巴組織的困境。
工研院改良人體組織中自然存在的黏多醣物質「透明質酸」(Hyaluronic acid;HA),開發出「主動淋巴標的奈米載體」,以淋巴組織為藥物目標,增加淋巴組織的曝藥率,解決現有癌症藥物不易進入淋巴組織的困境。
4. 智能化手持超音波影像系統 走到哪照到哪

在行動裝置無所不在的今天,「行動點餐」、「行動叫車」已不夠看,如果做超音波設備能讓醫師帶著走,走到哪、照到哪;病患不必跑醫院,就能接受超音波檢查,嘉惠更多民眾!

工研院整合軟硬體、深度學習演算法,成功打造「智能化手持超音波影像系統」,目前已經進入裝置試量產階段。輕巧方便攜帶的手持超音波裝置重量僅 400 克,醫護人員可以輕鬆帶著走,可為偏鄉或行動不便的病患,提供更方便、智慧的診療服務。

「智能化手持超音波影像系統」支援 64 通道,成像清晰,又可更換不同頻率的探頭,與智慧手機連線後可做到即時成像,檢測結果無須等待,可廣泛應用於內科、婦產科、復健科,在偏鄉及重症醫護室等關鍵時刻發揮最佳功效。由於極具市場潛力,此技術已與台灣醫療設備商合作,距離量產時程不遠,未來更可整合深度學習技術,進行肝臟疾病的定量分析,從行動診察邁向智慧診療。

工研院整合軟硬體、深度學習演算法,成功打造「智能化手持超音波影像系統」,目前已經進入裝置試量產階段。
工研院整合軟硬體、深度學習演算法,成功打造「智能化手持超音波影像系統」,目前已經進入裝置試量產階段。

轉載自《工業技術與資訊》月刊第 333 期 2019 年 09 月號,未經授權不得轉載。


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《工業技術與資訊》月刊,現為工研院發行之全院性對外出版品,刊物發行於1991年,目前每期發行數量約為6,000份;對象含括全國具研發單位的中小企業、立法委員、政府官員、媒體等。

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