〈工業技術與資訊〉以科技力守護民眾健康

工業技術與資訊月刊
2006-工研院結合業界,進行檢體處理技術、基因晶片製作技術、基因晶片自動雜交儀技術及基因晶片掃瞄儀技術開發。
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整理/編輯部

生醫科技攸關人類生命品質,是國力進步的展現。累積數十年發展,臺灣 2021 年生醫產業已近 7,000 億元。工研院自 1970 年代投入醫藥製程研發,從新藥開發、新興醫材、生物晶片、防疫科技,到近年的再生醫學、健康照護,積極打造臺灣成為全球智慧醫療的創新基地,為幸福超高齡社會鋪路。根據《2022 生技產業白皮書》,臺灣生技產業於 2021 年營業額達 6,665 億元,在全球高齡化與生物技術不斷湧現創新的動能之下,有機會成為下一個兆元產業。回顧臺灣生醫產業的萌芽,1982 年政府將其納入「八大重點科技產業」是一個重要的起點,1992 年再將「製藥」與「醫療保健」列名「十大新興產業」,則開啟了技術研發的風潮。早在 1970 年代,工研院即專注於醫藥化學品製程技術開發,研發用途較廣的原料藥,1990 年代政府大力推動生技,工研院協助製藥產業建立製程關鍵技術,1992 年啟用「釋放控制試驗工廠」與 2002 年成立「中藥 GMP 試驗工廠」,縮短新藥商品化時程。後發展新興生醫材料,所研發的經皮貼片技術、高階骨科植入物、創新人工腦膜等日後均衍生成立新創公司,為生技產業注入創新活水。槓桿臺灣頂尖的資通訊能量,工研院結合科技與生命科學,1990 年代即展開生物晶片研發,2000 年陸續發表發燒晶片、基因晶片,不斷完善生物晶片製程相關技術,包含基材製備、表面處理、微機電加工製作等,包含於 2001 年發表發燒晶片等 41 項專利技術,運用全新生物晶片製造技術平台,大幅降低生物晶片成本 9 成,為我國生醫產業創造優勢競爭力。2003 年與 2019 年分別爆發了嚴重急性呼吸道症候群(SARS)與新冠疫情,工研院也以科技「抗疫」,站在第一線守護國人健康。SARS 疫情期間,工研院緊急在國軍松山醫院完成全臺第一座抗 SARS 全功能醫院,2 周內打造 120 間負壓隔離病房。新冠疫情時,工研院也發揮科技量能,參與口罩國家隊協助廠商提升產能,推出熱影像體溫異常偵測技術、iPMx 分子快速檢驗系統、臺灣製造的第一台醫療級呼吸器原型機等防疫科技,並研發全臺首座正壓採檢亭,於疫情嚴峻之際,攜手廠商在兩個月內於全臺布建近 200 座,全方位打造科技防疫網,展現「Taiwan Helps, ITRI Helps」的精神。

2020-「TIBIC 生醫產業跨域整合實驗場域」中的智慧手術機器人實驗室,可扮演醫師術前最佳導航系統,大幅縮短手術時間、降低輻射劑量、提供良好臨床效果,對醫生與病患都有助益。

促進組織整合仿生 3D 列印技術 精準修復健康

臺灣 2025 年高齡人口將突破 2 成,骨材需求看漲。工研院研發的「促進組織整合仿生 3D 列印技術」(BioMS-Ti),是以 3D 列印,透過模擬、設計與製程管控,打造出不同規格、多孔隙的骨釘、椎間融合器等植入骨材,可與人體組織高度密合、生物相容性佳,不僅利於骨頭等硬組織長入,經動物測試,也能帶動韌帶肌腱快速融合修復,大幅縮短復原時間,現已技轉國內廠商,並取得醫療器材製造許可。「促進組織整合仿生 3D 列印技術」具有高強度、高孔隙,特別是獨特的生物相容性,與 3D 列印所選用粉體材質高度相關。目前有 2 種材質,一是「鈦合金」,一是團隊自研的「可降解鐵基粉體」,後者可被人體吸收,免去二次手術,未來將建立符合國際認證的創新植入式醫材系統,為全球高齡骨科醫材增添更多生力軍。

細胞自動化生產系統 再生醫學福音

細胞治療被視為極具潛力的新興療法,但現行生產方式,卻極度仰賴人工培養,工研院的「細胞生產自動化系統」,只要是「貼附型細胞」都能生產,2020 年在工研院竹北生醫園區 P2 等級實驗室 (生物安全等級) 建立示範場域,搶先為細胞治療打下自動化基礎。工研院的「細胞生產自動化系統」有三大特色:第一,大幅自動化生產,包括環境控制、智慧監控、機器手臂取代人工換液,僅需原先 3 到 4 成人力,就能產出原先 10 倍產量,且細胞存活率在 95% 以上;第二,封閉的製造設備能降低細胞污染的風險,確保品質;第三、國產技術打造,可依業者多元需求,客製化搭配不同模組打造專屬設備,有機會切入「委託研究開發暨生產服務」(CDMO)商機,提供全球產業整合模組最完整的「細胞工廠」。

2021-「促進組織整合仿生 3D 列印技術」以 3D 列印打造出「仿生中空骨釘」,可製作不同規格、多孔隙的骨釘、椎間融合器等植入骨材,精準修復患者健康。
2021-工研院開發出的臺灣第一座 MIT 貼附型細胞自動化生產系統,結合機械手臂,可客製化搭配不同模組打造出專屬設備。

TIBIC 智慧醫材無痛驗證

新技術不斷推陳出新,智慧醫材呈現爆炸成長,新創與 ICT 業者也跨界投入智慧醫材的開發,但過程中未注意到關鍵的臨床合作與醫療法規相關的問題。為解決痛點,在經濟部協助下工研院打造國內首座「TIBIC 生醫產業跨域整合實驗場域」(Taiwan Integrated Biomedical Industrial Center),提供模擬醫院情境、人機互動可用性實驗室,以及智慧手術機器人實驗室,藉此找出醫師實際操作時的瓶頸,即時提供回饋,在反覆修改驗證下,使得診斷、治療能更為精準有效,帶動臺灣智慧醫療的新浪潮。此外除了法規方面輔導外,也將疾病患者旅程為核心的未來醫療實驗室,重新檢示後再出發,鏈結產學研醫各界合作,促進智慧醫療技術的創新,並透過創新科技帶動臨床醫護的人才培育,促進臺灣智慧醫療生態系的發展。