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科技專案成果
免二次開刀！體內吸收止血夾 開創「鎂」麗人生
發佈日期：2022-11-07
單位：財團法人金屬工業研究發展中心
案例年度：2021
簡介：
在經濟部技術處科技專案支持下，金屬中心研發全球第一款可被人體吸收的鎂合金止血夾，讓病患免受二次開刀之苦，亮眼技術獲得2020年全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)、德國紅點產品設計等多重肯定。
特色：
金屬中心 ▶ 全球首創鎂合金微創醫材
技術特色
開發鎂合金醫材，鎖定止血夾、皮膚縫合器、微骨釘三大產品，可自行在體內降解，讓病患免受二次開刀之苦。
產業擴散
技術移轉國內醫材廠，協助轉型跨入鎂合金醫材市場，帶動投資逾8,000萬元，於高雄科學園區新建GMP廠房。
▲ 金屬中心開發可控制降解速率鎂合金血管夾，可被人體吸收，讓病患免受二次開刀之苦。
小巧的止血夾，當手術完成後扮演在體內關閉傷口、減少出血的重要任務，只是功成身退時，還要再手術取出，造成病人額外負擔。在經濟部技術處科技專案支持下，金屬中心研發全球第一款可被人體吸收的鎂合金止血夾，讓病患免受二次開刀之苦，亮眼技術獲得2020年全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)、德國紅點產品設計等多重肯定。
止血夾在體內自行降解的關鍵，在於「鎂合金」材質。鎂是一種無毒金屬，更是人體內第四大元素，與人體相容性極高，具有生物可降解性，非常適合用在生醫材料上，有機會取代目前臨床使用的不鏽鋼與鈦合金，被視為第三代生醫材料。
「首創全球之先，開發鎂合金微創醫材，帶動臺灣產業搶先布局第三代生醫材料市場。」
三管齊下 精準控制鎂合金降解速度
雖然鎂合金優點無數，但生物可降解性卻有如雙面刃，一旦降解代謝過快可能無法發揮醫材功效，成了目前全球亟欲突破的痛點。金屬中心組長曾俊傑指出，目前全球的鎂合金醫材，都往市場前兩大的心血管外科與骨科發展，但相對技術和認證門檻也高。
研發團隊經與身處醫療前線的醫生密切討論，由臨床需求出發，首創全球之先，從微創市場切入，開發止血夾、皮膚縫合器、微骨釘三大產品，主要是微創醫材本就不需要太長的使用時間，「鎂合金降解速度快，用在另一個適應症上，反而是優點。」
除了選擇合適戰場，也著手解決鎂合金的降解速度。首先是鎂合金的材料比例，透過選擇能和人體相容的鎂、鋅、鈣元素，再依醫材產品需求，調配出最佳的黃金比例。
第二是研發加工方式，鎂的延展性不佳，不像黃金，只要一小段就能延展成大片金箔，要抽成線材難度極高。研發團隊從製程下手，控制加工溫度和速度，經過漫長測試，「從一開始只能抽50公分，到現在幾百公尺都沒問題。」目前全球更只有日本熊本大學跟臺灣金屬中心，具備製作醫材鎂線的研發能量。
第三是運用不同表面處理方式，調控鎂合金的降解速度。短時間維持的皮膚縫合器和止血夾，以簡單熱處理即可；要在體內放置比較久的骨釘，則用電化學氧化處理，增加表面氧化層，發揮保護作用，增加鎂合金的抗蝕性。
▲ 可控制降解速率鎂合金微骨釘。
開發多元應用 切入農業和保健市場
透過三管齊下，金屬中心可依臨床需求，精準控制三大產品的降解速度，目前止血夾可維持4天，皮膚縫合器2週，微骨釘則是6個月，還能降低20％製作成本。
2020年技術移轉給國內醫材廠，促成其跨入鎂合金醫材市場，帶動投資逾新臺幣8,000萬元，於高雄科學園區新建GMP廠房，增加醫用鎂合金生產量能及技術升級，2022年率先以皮膚縫合器申請衛生福利部食品藥物署(TFDA)醫療器材查驗登記，預計2023年上市。
由於鎂和水反應後，會產生氫氣，研發團隊也延伸鎂合金應用，開發可用在水耕的鎂錠，降解微量元素替代化肥，以及用於美容保健的面膜和沐浴劑，讓鎂合金從醫材擴散至更多應用領域。
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