2024亞洲生技展產業開發現況個人分享｜科研篇

今年的生技展在颱風之後延後開幕，原本想要每一攤都詳細的了解產品跟產業狀況。

但是發現生技展的目標並不是一般大眾，對於非專業的人群不是那麼友善。統整廠商分佈之後大致上分成：

1. 跟學校合作，學校開一整區被拜託要展一攤，就意思意思展示。
2. 希望商業洽談，特地為了one-on-one partnership準備
3. 新創求曝光度及創投

無論是哪種，只要對領域不是很了解，就只會稍微介紹一下打發，無法得到較有效且全面的了解。

因此，根據我自己的背景及經驗，將這次2024亞洲生技展的個人觀察以較淺顯的方式分享，有興趣的人可以看下去。

如果你第一次看到我的文章，歡迎訂閱我的免費電子報，會陸續更新生技產業的技術介紹、最新期刊重大發現以及跨領域人才的專訪，讓你了解生技產業在台灣的發展以及跨領域的出路選擇。

細胞製劑放大培養袋系統

成功大學｜葉明龍教授

在做細胞實驗的時候，最花時間就是基本的培養細胞。

過去，研究時需要在dish或flask中放入少量細胞和培養基，然後等細胞生長複製以提供實驗用。

受限於dish或flask的大小，過程中需要計算生長週期並且定期進行繼代培養，以防止細胞因空間限制而停止生長甚至死亡。

成大團隊跟台塑合作製作出一種EVA材質的培養袋，可以讓培養細胞的數量大幅提升，還能適用於不同類型細胞（懸浮型及附著型）的需求。

對於懸浮型細胞，培養袋的材質經特殊設計，呈現不易附著的特性，從而最大化細胞的分化數量。而對於附著型細胞，研究團隊巧妙地引入了懸浮載體的概念，讓細胞能夠附著在這些”浮動的小島”上，實現了附著型細胞的懸浮培養。

如此一來，將細胞培養從傳統的二維平面環境提升到了三維立體空間，顯著提高了細胞生長的效率和數量。

與此同時，培養袋還解決了氣體交換的問題。不同於傳統培養皿使用HEPA過濾嘴與外界進行氣體交換，EVA培養袋本身就具有氣體通透性，能夠直接進行氧氣交換並利用搖床(shaker)技術，通過晃動培養袋來促進氧氣與培養基的充分混合。

以大腸桿菌為放大訊號的高敏感度快篩試劑

臺北科技大學｜侯劭毅教授

生物標記技術在疾病診斷和科學研究中扮演著關鍵角色。傳統的蛋白質生物標記方法主要依賴標記物質與目標物質之間的專一性結合來進行偵測，例如：

1. 使用一抗直接結合目標物（如病毒或細菌）的特殊蛋白質
2. 使用二抗來識別已與目標物結合的一抗
3. 利用奈米金、銀等金屬粒子來觀察波峰值變化的方法

一抗(一級抗體)

一抗是直接與目標分子(抗原)結合的抗體。這些抗體通常是由動物(如兔子或小鼠)免疫系統產生的,專門針對特定的目標分子。在檢測中,一抗的作用是特異性地識別並結合目標分子,如病毒表面蛋白或細菌細胞壁成分。一抗的高度特異性使其成為生物標記的關鍵工具。

二抗(二級抗體)

二抗是設計用來識別並結合一抗的抗體。它們通常帶有某種標記物(如酶、螢光團或生物素),使檢測變得可視化或可量化。二抗不直接與目標分子結合,而是通過結合一抗來間接標記目標分子。這種”三明治”結構(目標分子-一抗-二抗)可以提高檢測的特異性和靈敏度。

金屬粒子

使用金屬粒子(如奈米金或銀粒子)進行生物檢測是基於這些粒子獨特的光學性質。當這些奈米級的金屬粒子聚集時，它們的光學特性會發生變化,這種變化可以通過觀察光譜的波峰值來檢測。

分散狀態: 當金屬粒子分散在溶液中時,它們會呈現特定的顏色和光譜特徵。例如奈米金粒子溶液通常呈現紅色。

聚集狀態: 當目標分子存在時,通過抗原-抗體反應,金屬粒子會被拉近並聚集。這種聚集會導致溶液顏色變化(例如從紅色變為藍色或紫色)，同時光譜的吸收峰也會發生位移。

這種聚集引起的光譜變化可以通過測量吸收光譜的波峰值來量化。波峰值的位置和強度的變化直接反映了目標分子的存在和濃度。

然而，這些傳統方法往往面臨著一個共同的挑戰：由於「一個蘿蔔一個坑」的原理，每個目標物質只能與有限數量的標記分子結合，導致檢測信號較弱，不易觀察，特別是在目標物質濃度較低時。

針對這一問題，臺北科技大學侯劭毅教授的研究團隊提出了一種創新的解決方案。他們利用了大腸桿菌作為信號放大器對其進行基因重組，使其表面蛋白能夠結合特殊抗體。

通過這種改造，大腸桿菌本身成為了一種”超級一抗”，不僅能夠識別目標物質，還能在其表面呈現大量的二抗結合位點（可以接很多二抗）。

如此一來，每個被識別的目標物質都可以間接連結到多個大腸桿菌，而每個大腸桿菌又可以結合多個二抗，最終連接多個金屬粒子。

這種多層次的信號放大機制大大提高了檢測的敏感度。相比傳統方法中一個目標物質只能連接一個或少數幾個標記分子，這種新方法使得單一目標物質可以間接連結到大量的金屬粒子，從而顯著放大了檢測信號。

應用於血管栓塞或止血之生物可降解顆粒

臺北科技大學｜方旭偉教授

這個團隊透過合成可被降解的生物化學材料，做出一種可以「遇血膨脹」的顆粒，能夠加快血液凝固達到止血的效果。

在手術或者受傷時，止血是一件重要的事。根據傷口的深度及大小，出血的狀況會有所不同。傷口較深的大傷口，時常會有大量血液噴射的現象，而大面積挫傷則會有大面積滲血的現象。

考慮到不同類型傷口的特殊需求，這個團隊開發了兩種規格的顆粒：

1. 大粒徑顆粒：專門針對深度大傷口設計，特別是那些可能出現大量血液噴射的情況。這些顆粒能夠直接填入傷口，通過膨脹和膠化作用快速形成物理屏障，同時促進血液凝固。
2. 粉末狀顆粒：主要用於處理大面積滲血情況。這種細小的顆粒能夠均勻覆蓋較大面積的傷口表面，提供較全面的止血效果。

期間他們做過壓力測試，來模擬放入傷口時血壓大小及顆粒止血的效果並達到顯著差異。

與傳統止血敷料相比，這種生物可降解顆粒具有明顯優勢。

傳統使用的紗布等敷料雖然可以達到初步止血效果，但在後續處理中常常面臨清創困難、造成二次傷害或組織沾黏等問題。而這種新型顆粒材料能夠在完成止血後，逐漸在體內降解並被吸收，減少了後續處理的複雜性和潛在風險與麻煩。

即時透視血液屏障之內視鏡光學及智慧影像分析系統

臺北科技大學、臺北醫學大學｜張正春教授、吳孟晃教授

在進行內視鏡檢查或手術時，常會伴隨出血，導致內視鏡視野被血液覆蓋，使醫生難以定位出血點或觀察病灶。

為解決這一問題，臺北科技大學電機工程系的張正春教授團隊與臺北醫學大學的吳孟晃教授團隊展開了跨領域合作，開發出一套內視鏡光學及智慧影像分析系統。

這個系統從硬體端、韌體到軟體全部一手包辦：

硬體改進

團隊根據醫院常用的內視鏡系統進行適配，開發了專門的目鏡、分光等裝置，顯著提升相機成像的倍率和解析度。

數位訊號處理

改進後的硬體能夠捕獲更高質量的影像，這些影像通過數位訊號的方式傳輸到團隊自主開發的AI模型中進行分析。

AI輔助診斷

系統的核心是一個經過精心訓練的AI模型。這個模型能夠分析內視鏡影像，識別那些肉眼難以觀察到的微小出血點。模型的訓練數據從最初的1000多張影像逐步擴大到近萬張，大幅提高了識別的準確性。

輔助模式選擇

系統提供「標注」模式和「警示」模式兩種模式來輔助醫生。

當出血點眾多時，如果只使用如果只使用標注模式，會造成標注內容覆蓋影像的問題，而調整成警示模式，可以更好的保留實際影像狀況讓醫生判斷及操作。

這些模式能夠即時提醒醫生注意潛在的出血點或異常區域，並提高了診斷和治療的效率。

然而，儘管技術上取得了巨大進展，團隊仍面臨著將研究成果轉化為實際產品的挑戰。主要障礙來自嚴格的醫療法規。雖然系統的準確度已經很高（準確度達到近90%），但要達到醫療產品的標準仍有一段距離。這反映了醫療技術創新面臨的普遍困境：如何在保證安全性和有效性的同時，加速創新技術的臨床應用。

睡眠呼吸障礙快速篩檢與陽壓呼吸器最適壓力預測隻人工智慧雙效系統

台中榮總、中興大學

傳統上，診斷呼吸中止症的病人需要進入醫院，配戴心電圖儀器、血氧儀、腦電圖儀器及呼吸偵測系統等設備，並在醫院的睡眠中心過夜以收集生理資料。這些資料經過分析後，才能判斷病症的嚴重程度。

對於中重度呼吸中止症的病人，需要在睡眠期間使用陽壓呼吸器，根據病情的嚴重程度提供正壓（陽壓）以提高呼吸效率和吸氧狀況。然而，大量儀器的使用容易導致睡眠品質下降和不適感，有一整夜只能監測一位病人的技術限制。

另外，病人在睡眠後會被要求填寫ESS量表來判斷睡眠品質，但此量表的準確度僅約50%。這樣的診斷過程不僅繁瑣且成本高，對於病人和醫療資源都是一種負擔。

針對上述需求與挑戰，台中榮總與中興大學的團隊結合基本生理資料（如身高、體重、BMI、頸圍、腰圍、睡眠效率及量表等簡單參數），建立了一個基於模糊系統（Fuzzy system）的AI模型。該模型能快速判斷睡眠呼吸障礙的嚴重程度，並根據嚴重程度輸出陽壓呼吸器所需的壓力數值。

該系統在篩檢中重度睡眠呼吸中止症的預測敏感度達80%，陽性預測率達77.9%。雖然整體準確率並不算高，但作為一般快篩用途已經足夠，達到了快速、簡便、低成本的效果。

這種AI雙效系統不僅提升了診斷效率，還減少了對患者的干擾，使其能在更舒適的環境下完成篩檢，對醫療資源的配置也更加靈活有效。

目前已經在許多醫療機構中推廣應用，進一步改善呼吸中止症的診斷和治療過程，讓更多患者受益。

居家肺部復健與肺功能自我監控之穿戴裝置

台中榮總、中興大學

針對慢性阻塞性疾病（COPD）患者的需求，開發了一款居家肺部復健與肺功能自我監控的穿戴裝置。

慢性阻塞性疾病的患者在日常生活中往往因為呼吸困難，無法長時間行走，生活品質低落。復健是提升生活品質的唯一有效途徑，但傳統的復健方式需要患者定期前往醫院，在專業人員的陪同下進行復健，這對患者和其家屬都是一種負擔。

為了解決這個問題，該團隊開發了一款嵌入多種復健模式的智能手錶，結合藍牙裝置，患者可以在家中進行復健。手錶提供漸進強度走路復健、等速走路運動及呼吸運動等多種模式，患者只需佩戴耳機，按照指示進行操作，即可有效地進行復健，提升實踐度。

此外，這款手錶還內建了呼吸變化和心律變化監測功能，能夠建立肺功能預測模型。患者只需進行6分鐘的測試，即可獲得用力肺活量（FVC）和一秒量（FEV）的預測數據，從而實現肺功能的自我監控。

後記

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