「仿生生醫」以自然為師

 
2015/06/18 吳美枝 | 特約文字編輯     4,197
 
   「演化」是自然界物種生存的必經之路,生命為了延續,會各自發展出一些獨特的生存能力,而許多人類科技發明的靈感也都源自於這些生物界的獨門生存之道。

    成立於2013年底的「仿生生醫」即是以自然為師,將大自然的生存之道,導入工程技術中,該公司先後以「壁虎腳」、「章魚吸盤」、「蓮葉」、「沙漠甲蟲」、「海中貽貝」、「生物細胞膜結構」為靈感研發出產品,並於2014年榮獲科技部創新創業激勵計劃之「創業傑出獎」。

    以邱逸閎博士為首的「仿生生醫」,團隊成員橫跨「材料」、「生醫」、「行銷」等領域,技術顧問有鍾宜璋教授,研發專員有張琬宜、吳楷銘、李旻宸,產品部溫尚樺、李芳儀,還有行銷服務部聞彥萍等成員。

    邱逸閎表示,物種在演化過程中,都會淬鍊出自己的生存之道,例如建立高效率、低耗能及與環境相容等能力,只要將這些概念導入工程技術中,就可創造出獨特的技術或產品。其中,讓他們一戰成名的「乾式膠帶」即模仿自「壁虎腳」與「章魚吸盤」的物理性黏著技術。
 
解決殘膠的問題

    半導體產業中,如「面板」、「光電玻璃」、「晶圓」等皆是常見的精密材料,也都價值不菲;在搬運與加工過程中,面積大的也許可用「真空吸取」的方式拿取,但面積較小的材料卻不方便使用「真空吸取」,此時「膠黏」就是最直接的方法,但這種方法卻衍生出一個後遺症,即「殘膠」。無論是另行加工處理以去除「殘膠」,或是直接割捨受污染的部分,總會使得成本增加,而這問題正是目前半導體業普遍的困擾。

    「仿生生醫」師法自然,以「章魚觸手上的吸盤」與「壁虎腳掌上的結構」為靈感,模仿了這兩種生物四肢的表皮結構,使用「微細特殊壓印」方式,在物體表面製造出多一點的「接觸面積」,以之產生物理粘性,成功研發出一種絕無殘膠遺留的「乾式膠帶」,由於該產品並非使用「化學膠」來粘合,當然不會有「殘膠」衍生,由之徹底避免了殘膠的問題。

目前,這種概念已衍生出兩種產品,其一的靈感源自於「章魚吸盤」,特色是吸力強大,另一種則取材自「壁虎腳掌」,特點是可輕易重複撕黏。由於這兩種產品皆是以「印壓」方式製成,生產成本不高,且可以製作在各種指定的基材表面上,所以幾乎可以取代當前半導體產業所使用的膠黏取物方式。
 
防潑水與抗粘黏

    「仿生生醫」向自然界的生物學習表面物理和化學結構,成功仿效了「章魚」與「壁虎」的「黏力」,同時也掌握了「荷葉」與「沙漠甲蟲」表面的「不黏」之秘。雨後,荷葉上留下的水珠,粒粒分明,還能自由滾動,這是由於荷葉表面特殊物理特質所形成的「疏水」特性所致。他們仿效了荷葉表面微物理的結構,同樣採用分子表面「壓印」的技術,在物體表面複製了「疏水」的特性,自然也具有「防潑水」的效果。

    邱逸閎表示,「防潑水」的概念,大家會比較容易理解與想像,但這種特殊物理結構的表面所形成的「抗沾黏」特色,才是具推廣潛力的重點:除了水滴無法停留在表面外,事實上任何髒污與細塵,同理也將無法久留在表面,使物體真正達到「防塵」與「自潔」的效果。
 
自己修復自己

    「仿生生醫」團隊另一項重大的技術產品,就是仿效「生物細胞膜」的作用機制,以「過濾」的方式,獲得特定濃度的血小板。以往,當我們面對四肢關節相關的傷害或退化時,大多以手術方式處理,不僅過程耗時(包含癒後),病患承受的痛苦也較深。近來,醫界發現血液中的血小板,除了大眾已熟知的「凝血」功能外,其實還具有「修復組織」的功用;原來,血小板在受傷部位,會因受到擠壓破裂而緩慢釋放「生長因子」,進而幫助組織進行修復工作。

    臨床上,這個概念已運用在與運動傷害、老年退化等相關的骨科治療上,並擴展到以糖尿病、褥瘡等慢性傷口癒合的治療上——即抽取自身骨髓中的血液,利用其高濃度的血小板作為修復的材料,注射回本體,幫助修補受損的組織。由於取材於自身,副作用會大幅降低,時程也大幅縮短。這個技術的關鍵,在於需使用「高濃度」的血小板;然而目前,想要獲得這種濃度的血小板,只有透過「離心處理」方式一途,但離心設備成本高且護理人員使用時須通過認證。

    「仿生生醫」仿效「生物細胞膜」的作用機制,以「過濾」的方式,獲得特定濃度的血小板。整個過程,如同篩網一般,讓血液通過時,只讓某種濃度的血小板留下,而讓其他血液通過「濾網」,如此即可輕易收集到相當濃度的血小板。

    這種取得高濃度血小板的方法,有幾個優點,除了最直接的「成本」與「技術門檻」考量外,最重要的是「品質穩定」:血液中的血小板濃度,會因患者身體狀況不同而有高低差異,若直接使用「離心法」,可能會使血小板的濃度難以維持一貫;但使用「過濾法」時獲得的是經「過濾留下」的特定濃度以上的血小板,其品質相對較易掌握。
 
學界與業界的橋樑

         「仿生生醫」在公司成立初期,即以「技術研發」為導向,試圖扮演連接「學界」與「產業界」的橋樑,協助科學研究成果成功轉向商品化。邱逸閎說,之所以會想扮演產、學溝通的平台,乃源於自身的慘痛經歷。「過去在服研發替代役時,曾有初步的研究成果,但因無法立刻轉變成商品,而被迫放棄。這失敗的經驗並不是因研究方向有誤,或是成果沒有價值,只是無法立刻轉變成產品而已。也許,很多可以改變世界的研究成果,就這樣被扼殺了。」

  這正說明了台灣產學合作的最大癥結:學界的「科學成果」與業界的「產品研發」,表面上做連結好像很簡單,實際上,要把這兩個「不同的世界」串接在一起,是很不容易的,其中牽涉了太多價值觀念與出發點的根本差異。

邱逸閎舉例道,在學界的實驗室裏,「成果」只須經幾次反覆的驗證無誤且推論完整後,即可算是完成;但是,產業界要求的,卻是產品需要有反覆千萬次的「再現性」與「可量產性」。面對這樣巨大的認知差異,其實是需要另一個平台來做溝通、緩衝與轉換的。

「仿生生醫」在草創之初,曾面臨極大的挑戰,但因其擁有專業學術技術背景,與試圖將「技術」轉變成「產品」的熱情,故獲得了科技部的支持,並成功踏出第一步。邱逸閎回憶,科技部的支助,除了可見的「資金挹注」外,更重要的是看不見的「培育」與「推廣」,他不諱言要成立與營運「公司」,對學界出身的他們來說,是一大套新學問,但更重要的是去「了解產業」與增加公司的「曝光」度,這些才是公司站穩腳步的關鍵。

「仿生生醫」是一個以人為本、科學為用、師法自然的團隊,這樣的信念在他們的公司名稱與商標上表露無疑。除了仿效自然,積極研發新技術外,橋接學界與產業界的巨大鴻溝才是他們最大的挑戰,他們所依靠的是一份「正面思考的能量」,因為他們相信,當面對挫敗、打擊與困境時,唯有正面思考,才是他們最大的資本。

註1:邱逸閎博士創業團隊參加科技部「創新創業激勵計畫競賽」於103年第一梯次選中勇奪創業傑出獎殊榮,並獲200萬創業獎金。
 
註2:科技部推動「創新創業激勵計畫」之目的,在鼓勵我國年輕研究人員創業,引導高等教育研究機構建立創新創業文化,並營造研發成果或創意產業化的友善環境。該計畫每年舉辦兩梯次的創業團隊評選,每梯次遴選至多40個團隊,藉由系列課程與實作研習、國內及矽谷成功華人創業家與創投家擔任業師,並由國研院、3個科學工業園區管理局提供原型開發支援、技術試驗場域、資源轉介服務等,經過3階段的評選及決選、小額創業資金挹注,以及舉辦天使創投媒合會,協助團隊創業。