厚植生技競爭力三部曲

calendar_month 03/27/2024
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醫材高值化 科技來助陣

利用AI、物聯網等創新應用 結合現有設備 跨域軟硬體整合 助產業轉型升級

科技創新與高齡需求為驅動醫療器材發展的兩大關鍵要素,透過新科技導入,這些新穎醫材不僅增加醫師診療的準確性、便利性與安全性,也大幅提升整體醫療效益。

看好市場發展,近年來國際醫材大廠陸續藉由投資合作或公司收購,強化自身研發量能與產品組合,搶攻龐大的健康醫療商機,預估全球醫療器材市場規模將由2022年5,801億美元成長至2027年7,817億美元,年複合成長率為6.1%。分析近期全球醫材研發趨勢,重點投入領域包含微創手術、AI與遠距醫療,及精準醫療等。

為協助產業朝高值化創新醫材發展,經濟部產業技術司推動高階醫材技術研發與應用落地,涵蓋數位醫療、精準醫療與再生醫療等領域。數位醫療方面,經濟部結合大數據、AI與物聯網等ICT技術開發智慧醫療科技相關應用,輔助醫師診察促進醫療升級,並於慢性病患者照護場域進行驗證;精準醫療方面,開發癌症精準診斷監測與手術治療精準導引技術,降低治療副作用與醫療負擔;再生醫療方面,藉由生醫材料、組織工程與細胞治療,開發器官退化之功能彌補醫材,及加速傷口復原之新興醫用材料等,因應臨床醫療需求。   

以產業技術司補助工研院開發的「眼底影像AI診斷輔助分析技術」為例,應用AI運算分析,協助醫師有效鑑別眼底影像的細微病變與判讀嚴重程度,此技術也攜手晉弘科技,打造具備AI分析功能的「手持式眼底攝影機」可精準判讀糖尿病眼底病變,應用於偏鄉遠距醫療,提升醫療篩檢效能。

「眼底影像AI診斷輔助分析技術」榮獲2022愛迪生獎銅牌獎。工研院/提供
「眼底影像AI診斷輔助分析技術」榮獲2022愛迪生獎銅牌獎。工研院/提供

綜觀近期醫療器材的發展趨勢,產品技術朝小巧靈活、精準定位、即時回饋、多功加值、擴大應用與安全升級等六大面向發展。例如以兼具微型化與靈活性的微創手術器械,滿足臨床醫師手感操作體驗;藉由AR/VR視覺影像,搭配手術導航系統提供路徑規劃與指引,達到精準定位治療;醫材結合訊號偵測與AI智慧分析,給予即時回饋資訊,依據患者自身差異提供個人化的精準治療;多功加值則提供兼具神經訊號感測與刺激回饋的電刺激裝置、心肌病灶定位與燒灼消融的心導管治療醫材,或是可一次檢驗多種傳染疾病的多重檢測試劑;將原有技術產品經改良應用於不同疾病的治療,老藥新用以擴大應用。

近期醫療器材產品技術趨勢。工研院/提供
近期醫療器材產品技術趨勢。工研院/提供

神經相關治療醫材近年發展迅速,於人體內植入電刺激器刺激神經可治療許多病症,例如脊髓神經電刺激器可治療慢性背痛,置於顱內的深腦刺激器可治療帕金森氏症,從腳踝附近刺激脛骨神經可有效治療尿失禁。這些調節神經的電刺激器,逐漸朝微型化、無線充電與自動回饋調控發展。這些電刺激器已可做到硬幣大小,貼上體外充電盤即可充電,並感測體內神經訊號,自動調整電刺激的頻率強度。

也可藉由各類體外或體內導航系統,以無創或微創方式結合AI運算判讀、精準定位病灶,將電刺激器放置於人體內,減少組織破壞並提升治療效果,技術司補助工研院研發的「微創式顱內OCT術中輔助導引技術」,輔助醫師執刀。神經電刺激可應用的適應症範圍也日益擴大,已有使用以治療自體免疫疾病、阿茲海默症與重度憂鬱症的新興應用正在研究中。

射頻消融技術可在電極尖端產生局部高溫破壞病灶組織,可應用於肝腫瘤治療或心臟疾病治療上。運用不同導引技術,可利用超音波影像界定肝腫瘤消融區域,降低病灶消融範圍的誤差,例如產業技術司近年補助工研院研發「智慧射頻熱消融系統」已成功技轉仁寶電腦並納入健保給付。心臟手術方面,則可利用心導管由鼠蹊部小孔直達心臟,利用導管內的心內超音波或電生理訊號感測測精準定位病灶,再進行心臟瓣膜修復手術或心肌組織消融治療心律不整。

台灣具備完善的醫療體系與生醫研發人才,有產業技術司作為產業強而有力的研發後盾,補助工研院、金屬中心等研發法人,結合電子資通訊產業優勢與精密加工豐富經驗,跨域整合軟硬體技術量能,帶動我國醫材產業轉型高階創新醫材設計製造,開發更個人化、精準化、智慧化的創新醫材產品,提供民眾更優質全面的醫療健康服務。

(作者是徐勤禎;經濟部產業技術司技術基磐研究與知識服務計畫成員)


厚植生技競爭力 三部曲

隨著人口老化,精準診療已是引領創新醫材的新動力,不僅為銀髮患者提供個體化的精準治療方案,亦為醫材產業注入更多可能性。在經濟部產業技術司的積極支持下,工研院以跨域研發、場域推動和跨境協作為策略,推動創新醫材提供更智慧和個人化的醫療解決方案,不僅增強台灣生醫產業的競爭優勢,也提升台灣成為全球生醫領域的關鍵參與者。

面對現代複雜的疾病挑戰,即使在醫療院所有時都還是需要跨科別來進行診斷。因此在創新醫材研發上,跨域能量的整合將有效率地應對複雜醫療挑戰,不論是材料研發或ICT機電整合,均有助開創多元化可能性,並創造全面、創新解決方案,促進醫材的快速發展。

產業技術司支持工研院、紡織所研發「軟硬組織整合之編紡人工韌帶」,突破過去單一材質,這條韌帶採用生物陶瓷與高分子複合材料,提升韌帶、骨介面固定強度;再者整合編紡跨域技術,導入生醫塗佈表面處理技術及編紡多孔結構,促進組織增長及材料整合。不僅在材料上有所突破,更整合生醫與紡織產業,將傳統鞋帶紡織業轉型為具高價值的醫療材料生產,使原本生產一條不到20元的鞋帶紡織業,轉型為製作一條8萬元人工韌帶的醫材業。預計2024年申請臨床試驗,有望為國內軟組織醫材修復市場提供國產優質的選擇。

生技產業從研發到服務落地是條漫長道路。為縮短台灣創新醫材的驗證與協助收集相關數據,在產業技術司支持下,工研院分別針對銀髮族群及創新醫材設置「銀髮聚寶盆」及「TIBIC生醫產業跨域整合實驗場域」兩大場域,以助產業加速完成商品化的最後一里路。

TIBIC生醫產業跨域整合實驗場域為醫材和ICT轉型醫療公司,提供產品開發過程中所需的驗證場地、關鍵法規報告,以及醫師的臨床建議和回饋意見。透過這個場域能加速技術調整、增值,協助業者取得驗證,縮短產品上市時間。2020年11月啟動以來,已串聯產業鏈,整合公司和法人資源,不僅構建國內生醫產業生態系,並將帶領產業進軍國際市場,打造全新的海外服務模式。

TIBIC生醫產業跨域整合實驗場域,為醫材和ICT轉型醫療公司提供產品開發過程中所需的驗證場地、關鍵法規報告,以及醫師的臨床建議和回饋意見。工研院/提供
TIBIC生醫產業跨域整合實驗場域,為醫材和ICT轉型醫療公司提供產品開發過程中所需的驗證場地、關鍵法規報告,以及醫師的臨床建議和回饋意見。
工研院/提供

銀髮聚寶盆場域則匯聚硬體、軟體、系統業、醫療業和服務產業,致力智慧長照的創新研發與商業模式探索,有助建構完整的智慧長照產業生態系統,加速智慧長照產業服務化,重塑未來照護樣貌,實現在地老化、健康慢老的目標,之後再將台灣的解決方案推向全球市場,成為全球智慧長照服務領航者。

銀髮聚寶盆場域致力於智慧長照的創新研發與商業模式探索。工研院/提供
銀髮聚寶盆場域致力於智慧長照的創新研發與商業模式探索。工研院/提供

以台灣優勢邁向國際是各產業的目標,對醫材產業而言,進入國際市場難度相對較高。工研院在產業技術司引領下,從2020年以跨境協作開啟「台灣-楊森合作計畫」,首次與國際藥廠合作培育台灣生技之星,提升國內創新醫材競爭力。

此外,為加速將生技新創推向國際也積極打造「生醫創新跨域合作平台」,結合國內外創投、國際大廠及加速器,從「人流、金流、資訊流、經驗流」四面向入手,助台灣建構最佳智慧醫療生態系統,培育生技獨角獸。一方面協助生醫新創與創投精準對接,媒合國內外投資,分享最新投資觀點,一方面助攻新創團隊對焦全球市場,揮軍國際舞台。同時分享國際技術開發經驗,助力生醫新創打造最佳商業模式,甚至促成與國際大廠的合作。

台灣醫療產業在精準診斷與醫療趨勢下,透過科技與生醫的合作鞏固創新醫材的基礎。希冀再透過跨域研發、場域推動及跨境協作,能從研發、驗證到市場,助攻台灣生醫產業建構最佳商業模式,完善智慧醫療生態系、催生生技獨角獸,進而促進國內生醫新創立足台灣市場、布局全球商機。

(作者莊曜宇;經濟部產業技術司國際生醫創新生態系推動計畫主持人)


影像導引 實現精準診療

人的身體就如迷宮一般,既微妙又精細,任何觸動都可能造成神經的反應。對醫生而言,除「剖開」眼見為憑外,在微創趨勢下,如何藉由科技力量讓醫生在身體迷宮中找到方向甚至定位,一直是經濟部產業技術司深耕的重要領域。

近年來科技專案不斷支持法人研發,逐步實現腦部及癌症腫瘤的高階影像診療醫材,並結合AI影像辨識,讓智慧醫材成為醫生的好幫手。針對好發於中老年族群的漸進式神經退化疾病巴金森氏症,常見症狀包含顫抖、重心不穩等,嚴重影響生活品質。目前全球約有940萬患者飽受此疾病所苦,依衛福部健保署統計,台灣巴金森氏症患者由2017年6.9萬多人,攀升至2021年7.7萬多人,每年持續成長約兩千多人。

巴金森氏症初期治療方式以服藥為主,大約五至八年左右會遇到藥效逐漸減弱的問題,醫師會建議較嚴重的患者進行「腦深層電刺激手術」,此手術運用電極植入「深腦核區」,以電流刺激調節腦內不正常的神經放電訊號。因電極針得進入只有米粒般大小的深腦核區,需依靠醫生利用「聽音」來辨識位置,手術耗時長,且有高達約40%的植入偏差機率,若稍有偏離將造成情緒障礙等風險。

工研院開發全球首創「微創式顱內OCT術中輔助導引技術」,結合光學同調斷層掃描(OCT)光訊號,提供醫師除了聽之外,增加術中「看」見植入路徑的新選擇,讓醫生更容易辨別方位與影像對位。同時採用世界最細顱內OCT掃描探針,直徑僅0.63毫米,搭配雙層鋼管設計,減少破壞組織、降低發炎機率和漏電風險,使醫師操作使用更放心,再搭配人工智慧判讀,提高手術成功治療效果。已取得美、日、台灣專利,將於2024年成立新創公司,現已有多家業者洽談投資。

而針對治療肝膽腸胃腫瘤、甲狀腺結節等疾病的前瞻技術「智慧射頻熱消融系統(iRFA)」,是結合「超音波影像」和「方向可調式電極針」兩大創新前瞻的智慧醫材,並且優於國際大廠現行產品。

在採用「智慧射頻熱消融系統」時,因有提供超音波影像,系統能夠自動界定實際受消融的組織區域,輔助醫師即時判斷消融完整性,降低因消融未全而衍生復發的風險,未來將擴大應用於肺部、乳房、腎臟腫瘤等更多元病灶的治療。

智慧射頻熱消融系統。工研院/提供
智慧射頻熱消融系統。工研院/提供

目前該技術已技轉給仁寶電腦,也是國內首例ICT大廠跨足高階醫材技術與研發法人合作開發,2023年還一舉奪下愛迪生獎、全球百大科技研發獎,並已通過台灣TFDA和美國FDA上市許可成功申請納入健保給付,目前國內醫院已有五案成功病例,治療後恢復良好。

此外,經濟部產業技術司也促成仁寶電腦與台大醫院強強聯手,合作成立國內第一座「癌症微創介入訓練中心」,同時針對國外市場積極布局泰國、馬來西亞等,可望帶動智慧醫材產業鏈結新商機,推動國產高階醫材進軍國際市場

(作者江鴻志、李若屏;經濟部技術司微創式顱內OCT術中輔助引導系統技術計畫主持人、心肺疾病治療修復醫材與醫療手術機器人開發-COPD消融與再生之手術機器人計畫主持人)

本文同步刊登於2024/03/17經濟日報A11產業追蹤