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科技專案成果

新穎人工韌帶 重「健」運動人生
發佈日期:2023-11-01
單位:財團法人工業技術研究院、財團法人紡織產業綜合研究所
案例年度:2023
簡介:
在經濟部技術司科技專案支持下,2019年起工研院生醫所、工研院材化所與紡織所合作投入結合編紡技術的人工韌帶開發。

特色:

工研院、紡織所 ▶ 開發全球第一款結合編紡技術人工韌帶

* 技術特色 
新穎人工韌帶整合陶瓷聚酯纖維技術、生物親和力表面處理、人工韌帶編織結構技術均為全球首創,朝國產化目標邁進。

* 產業擴散  
技術移轉新光合纖、合碩生技、台灣百和工業,協助廠商建立生醫化纖紡織原料自主開發能量,從低毛利資本密集轉型為高值化醫材產品。

隨著運動風氣興盛,很多人瘋路跑、登山、騎自行車等運動,卻也常發生韌帶損傷斷裂等運動傷害,一旦韌帶斷裂導致關節不穩定,將大幅影響生活作息,植入人工韌帶為治療選項之一,但現有人工韌帶多仰賴國外進口且效果有限,在經濟部技術司科技專案支持下,2019年起工研院生醫所、工研院材化所與紡織所合作投入結合編紡技術的人工韌帶開發。

自主開發技術 造福國內醫療需求

工研院生醫所副所長沈欣欣表示,國外進口人工韌帶骨頭相容性與整合度不夠,長期使用磨損產生的微粒,容易引發關節炎、關節積水甚至韌帶斷裂,「要突破現狀,就不能再做『Me Too』的研究。」於是三方協力合作開發,希望能造福韌帶受傷病患。

工研院材化所從材料源頭著手改變,經過嚴格篩選,研發出生醫高分子及生物陶瓷複合材料配方,運用生物陶瓷聚酯纖維混合分散技術,使陶瓷微粉均勻分散於聚酯高分子中,具有良好的生物相容性與骨傳導性,可引導組織再生重建,促進韌帶固定端的骨整合。

紡織所在人工韌帶編織結構下功夫,藉由編織密度與手法設計孔隙與強度,研發出能讓細胞生長且維持高強度的複合編織結構,連同生物親和性高的表面處理技術,提升細胞貼附與生長,經動物實驗結果,軟組織可生長包覆保護纖維材料,解決現有人工韌帶長時間植入造成磨損等問題。

工研院生醫所負責跨域整合協調,在研發過程中提供專業臨床回饋,並將研發成果導入「醫療器材品質管理系統準則(QMS) 」系統驗證,確保生產程序與規格從實驗室晉升為生產等級,可作為後續產品量產與製程放大的標準流程,並符合國際標準,加速技術產業化與進軍國際市場。
 

在經濟部技術司支持下,工研院生醫所、工研院材化所與紡織所攜手開發高生物相容性人工韌帶材料與製程技術。

▲ 在經濟部技術司支持下,工研院生醫所、工研院材化所與紡織所攜手開發高生物相容性人工韌帶材料與製程技術。
 

串聯整合上、下游 促進產業升級

為落實科專成果產業化應用,計畫團隊也積極經由十餘場次的拜訪討論與協調整合,最終促成化纖與紡織業者投入開發,2021年~2022年將生物陶瓷聚酯纖維技術、組織修復裝置技術、人工韌帶編織結構技術分別授權予新光合纖、合碩生技及台灣百和工業,協助投入高附加價值生醫用原料與加工製程技術,舉例來說,讓原先價格20元的鞋帶編織品,可發展成為價值8萬元的人工韌帶高階植入物。

此外,更串聯國內化纖、紡織、醫材廠上、下游產業,包括上述3家技轉廠商與睿邑生技、可成生技,整合自主研發、製造、應用一條龍的完整之人工肌腱韌帶產業聯盟,共同執行經濟部A+企業創新研發淬鍊計畫,預計於2024年申請上市前臨床試驗,共同落實人工韌帶國產化,不僅造福患者,亦有助我國產業升級投入高階醫材市場。
 


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