器官移植者福音?一窺矽谷人體合成技術,量產皮膚超乎你的想像
器官移植者福音?一窺矽谷人體合成技術,量產皮膚超乎你的想像

《明鏡週刊》駐矽谷特派員湯瑪斯.舒茲(Thomas Schulz),以獨家管道深入矽谷祕密研究實驗室與工作現場,匯集超過150次以上的訪談內容,以觀察入微的細膩筆觸帶領讀者由淺入深,一窺這個當紅產業的獨家內幕。

編按:取其他生物可用之處,為人類截長補短,以及生物3D列印技術,生物合成科技用在醫療領域上將會呈現何種光景?無論你能否接受?是否有道德倫理的疑慮?從皮膚、大腦、心臟、肝臟、骨頭...良好運作的人體器官與組織陸續出現,未來的生命很可能完全於實驗室中誕生。

合成生物學,多方應用創意無限

種種以人工重現自然的嘗試,其實是某個研究領域的一部分,而且日趨重要,這個領域就是合成生物學。在這個領域中,醫學專家與生物學家彷彿化身為工程師:他們設計與建構新的人造生物系統、器官與儀器。

蛋白質基因
控制基因、人造器官、合成生物,造物主不再是傳統宗教中的神話,人類正不斷驗證自身、挑戰成為這個代稱的可能性。
圖/ Shutterstock

他們也研發人造蛋白質,用細菌或奈米粒子製造生物偵測器,只要把它吞下肚,就能對人體內的毒素或重金屬提出警示。研究人員正努力製出合成精子、卵子,甚至人造基因組:生命,就要自實驗室誕生了。

而合成生物學,尤其更是「匯聚」這一概念的產物,因其集化學、物理、生物、資訊工程、機械與電子工程之大成於一身。一個涵蓋範圍寬廣,因此,對於該如何為它下定義也意見分歧的領域。

不過,若要如以下說明來理解該領域,應該也相去不遠:一種被醫學界與生物界愈來愈視為科技手工業的各種嘗試,一個與傳統醫學天差地遠、專供巧手工程師以新概念發揮創意的空間。

光合細菌為心臟供氧
科學家為動脈堵塞的實驗鼠注入細長聚球藍細菌,當燈光照射時,細菌產生氧氣供老鼠缺氧的心肌細胞使用,從而改善了心臟的整體功能。

其中,還包括以下這種方法:將光合細菌急速送入心臟裡,用以阻止心肌梗塞病情惡化。心肌梗塞是因動脈堵塞而致使心臟組織壞死,是個可用手術停止其病程的症狀,但手術產生效用通常已在發作一兩個小時之後。這時,心臟多半已受到損害。

因此一直以來,醫學專家不斷嘗試另闢途徑以改善心肌供氧狀態。有種存在淡水中的細長聚球藍細菌(cyanobacterium Synechococcus elongatus),向來以光合作用產生氧氣,研究人員將其注射入動脈堵塞的實驗鼠體內,並施以大量的光照⸺結果實驗鼠的心臟功能立刻明顯改善,比起那些梗塞發作後沒有加以治療的實驗鼠,狀況好很多。

各種合成生物學結合聰明電腦的創意應用範圍,可說自具體實用至天方夜譚,從已實際採用,到僅停留在未來夢想階段的都有。但這一切都已不是遙不可及。

除了Organovo之外,許多新創公司、實驗室及愈來愈多大集團,也已陸續加入3D列印人類身體部位的行列。而目前已可成熟推出的產品,則是人造皮膚。

與其他部位相較之下,皮膚的生理構造是比較簡單的,因此也較容易在體外仿製。2017年初,西班牙科學家發表了一種可在35分鐘內印製出100平方公分皮膚的生物列印機。該機器按照皮膚的構造,從真皮到表皮層層堆疊,內含細胞的血漿在模型裡一層一層壓製,最後並融合一起生長。目前這種合成皮膚已成功移植到小鼠身上。

「這個成果顯示,3D生物列印技術所製出的生物結構皮膚,很適合作為治療或工業用途之用,並且可自動化生產。」馬德里大學(Universidad Complutense de Madrid,簡稱UCM)的科學家發表其皮膚列印機時這麼說。

皮膚近照圖
由3D列印機製造出的人類皮膚是否還有一般人肌膚的紋理呢?

這對於燒燙傷患者與罹患嚴重皮膚疾病的人來說,不啻為一大福音。除此之外,化學與化妝品集團也斥重金投資生物列印,因為人造皮膚可用於產品測試。

例如萊雅(L'Oreal),它已可自行在實驗室製造合成皮膚,不過還未達到完全仿真的程度。因此,該集團便於2015年與Organovo結盟。另外,它還與法國新創公司Poitis合作研發人工髮根⸺這可比印製合成皮膚複雜得多,因為毛囊是由至少十五種細胞類型組成。

還有寶鹼(Procter & Gamble),無數清潔用品的生產廠商,旗下產品包括Ariel 洗衣粉與Meister Proper清潔劑等等,以及德國化學公司巴斯夫(BASF)集團,也紛紛投資3D列印皮膚,用來測試產品的副作用。

許多新創公司正在進行的下一步,則是在所需的身體部位直接印製合成皮膚,進而取代原本繁複麻煩的移植手術。美國新創公司RenovaCare進行中的實驗,是一種傷口治療噴槍,皮膚幹細胞可經由這種噴槍直接噴在燒燙傷口上。

目前市場上約有100種以上的醫療用3D列印機,並陸續有新的生物列印應用項目推出。幾乎所有大型製藥公司與醫療設備廠商,都有自家的合成生物學計畫。

瑞士羅氏大藥廠與兩家生技公司合作研發人工胰臟;西門子(Siemens)則致力於研究「在生物反應器中製造器官的作業系統」,不僅提供各種不同的新式實驗技術,也與符茲堡大學(Universität Würzburg)的組織工程與再生醫學系合作。

合作案中的研究人員已合成出一小段人類氣管,並成功移植至重症病人體內。此外,他們也在研發人造皮膚的自動化生產線。

有鑑於生物列印領域眼前所創出的榮景,美國官方機構於2017年末首度發布一份指南,用以規範這些新技術的發展,並促進這些技術的進步。

「 3D 列印醫療設備、藥物與人造生理組織,這些在不久前還屬於未來想像的技術,感覺那麼遙不可及的東西,如今已迅速成為可滿足多方需求的事實。」前食品與藥物管理局局長史考特.高特里布如此說。生物列印產品的研發與許可,想必將因而更加快腳步。歐洲相關機構也有類似的計畫。

從合成肝臟開始,終結器官捐贈的漫長等待

不過,生理組織與皮膚只是第一步。最終目標,其實是為了在實驗室再造人類身體的重要部位:我們的器官。全球每年約有十三萬個器官移植病例。這數量不算多,但並不是飽受心臟、腎臟、肝臟或其他器官衰竭而有生命危險的患者不多,而是因為缺乏足夠又適合的捐贈器官可移植。

器官移植
世界各地的人體器官交易黑市一直是人道團體所關注、抨擊的,等到人造器官普及後,這個問題能終結嗎?目前技術上還有很長的一段路要走。

等待器官捐贈的名單是很綿長的,許多人等不到適合的器官就已先離世。德國2016年接受心臟移植的病患,還不及名單人數的一半;在英國,等待一顆可移植的腎臟需時3年半;而美國的情形則是,據專家估計,若有足夠的器官與生理組織可供移植,每年將有上千上萬人可免於死亡。

由此看來,人工器官的優點已不言而喻:有了人工器官,無人再須寄望善心人士捐贈器官,或等待某個捐贈者死亡以得到適合的器官。

有些專家很確信:幾年之內,或至少在2020年代中,第一個可供移植的人體部位3D生物列印技術便可臻成熟。因為其相關技術,其實跟列印生理組織所用的技術沒什麼兩樣:在實驗室製作準備器官所需的特定細胞,以凝膠或高分子聚合物傳送,再根據電腦鉅細靡遺的編程內容,印製出一個三度空間的結構體。然後,細胞就會在此成長為一個有生命的器官。

依目前Organovo實驗室確實可運作的肝臟組織看來,首先可行的必然是合成肝臟。不過在人工腎臟方面的研究也大有斬獲。20年來,許多醫師嘗試以人工方式重建腎臟功能的運作,為的就是讓數百萬人免除洗腎透析治療的痛苦,因為那是一個既耗時又累人的療程,而且效果還遠不如人類自己的腎臟。

哈佛研究人員日前以改良過的生物列印方法,成功生仿出腎臟繁複構造中的基本功能單位:即所謂的腎元(nephron),在腎臟中負責過濾血液。若能仿造出這個功能,理論上就有辦法再造出整個腎臟。

3D列印心臟
世上首顆3D列印心臟具備人類真實心臟的功能,它還能跳動呢!

但反之,在實驗室中製造出人工心臟就困難多了,因為這個器官的內部結構複雜得不得了。(延伸閱讀:世界上首顆3D列印心臟問世!有血有肉會跳動

不過材料科學方面的進步又為人類帶來了希望:蘇黎世聯邦理工學院的研究人員研發出一種矽膠做的心臟,外觀上與人類心臟非常接近,跳動起來也宛如人類心臟⸺至少可持續一小陣子。其心室收縮則交由外部連接的唧筒負責,用以取代心肌的功能。

不過跳動約3,000下後,矽膠就會開始欲振乏力:這種心臟還沒有辦法運作超過45分鐘,研究人員在科學期刊《人工器官》(Artificial Organs)上如此報導。是的,連器官工程領域的專業刊物都有了。

責任編輯:張庭銉

本文整理、摘錄自:《明日醫學:終結絕症×訂製基因×永生不死,迎接無病新世紀

往下滑看下一篇文章
從收納空間到整合生活即時服務,居家整聊室打造家事服務的新商模
從收納空間到整合生活即時服務,居家整聊室打造家事服務的新商模

對居家整聊室來說,經營的核心,是把人放在第一位──不只照顧客戶,也照顧團隊。這家全台首創的專業收納公司,不只替別人「整聊」生活,更懂得先把自己內部「整聊」好。創辦人鄭博元與黃恩頡深知,品牌要長大,不能只靠熱情與經驗,還要有一套能承接人、事、客戶與未來的管理方法。因此,他們在沒有IT人力編製的情況下,借助叡揚 Vital CRM專業夥伴的力量建立更有溫度、更有秩序的管理方式。

市場需求驅動家事服務崛起,居家整聊室搶佔先機

現代人追求高品質生活卻苦於時間有限,這種兩難的困境促使居家清潔、到府收納等家事服務產業蓬勃發展,著眼於市場需求成長,居家整聊室於2017年成立,成為到府收納服務市場的先驅。

居家整聊室共同創辦人黃恩頡表示,公司成軍初期專注在到府收納服務,之後為因應整聊師人力有限且缺乏標準化流程的挑戰,於2018年開辦整聊師認證課程,每年培訓近2,000位整理收納專才,累計學員數已突破萬人。隨著專業度與口碑的提升,居家整聊室的事業版圖不斷擴大,自2024年起陸續與信義居家及多家大型居家服務平台建立長期合作關係,為這些合作夥伴提供專業的整理收納服務。

3F0A2811.JPG
居家整聊室共同創辦人黃恩頡以數據導向策略,讓團隊從顧客互動到轉換都具備可追蹤與可優化的依據。
圖/ 數位時代

在年營收與客戶數量逐年成長的同時,居家整聊室也迎來新的營運挑戰,「如何深化與既有客戶的互動,提高顧客回購率,成為我們的關鍵課題,」居家整聊室創辦人鄭博元說,當時公司經常接獲舊客戶的主動詢問,引發團隊重新省思,在舊客經營上該如何從被動回應轉為主動經營、吸引更多回頭客使用服務?但在過程中卻發現,傳統使用Excel表格管理顧客互動的方式,已經很難滿足這樣的業務需求。

導入Vital CRM,以系統強化客戶經營力

居家整聊室最初在設計Excel表格欄位時,其實參考了RFM客戶分析模型,希望這份表格能兼具記錄與再行銷的功能,但實際執行上卻免不了面臨人工輸入資料的挑戰,包括資料正確性與即時性難以保證、缺乏統一的資料記錄邏輯、同仁自行添加欄位等。

這些問題導致Excel表格最後僅剩下基本的記錄功能,很難從中篩選符合特定條件的客戶進行再行銷,也不容易對新進業務同仁進行教育訓練,因為他們雖然能取得客戶名單,卻無法辨識客戶的最新狀態和互動歷程。

為此,居家整聊室決定導入CRM,以系統取代人工作業,提高舊客經營的效率與成效。鄭博元表示,在評估多款 CRM 系統時,叡揚系統開放式 API 設計最能對應他對未來系統整合的藍圖規劃,亦能有效解決既有手動流程導致的資訊落差與溝通延誤等問題。後續功能驗證階段,他發現 Insight 模組的分析設計具備清晰的管理理論依據,進一步展現系統的專業深度與實務價值,加上叡揚在業界的口碑與多產業服務經驗,最終促成了雙方的合作。

3F0A2745.JPG
居家整聊室創辦人鄭博元運用數位工具解決團隊營運痛點,進一步開啟全新的商業想像與合作契機。
圖/ 數位時代

應用階段1》聚焦深化客戶互動與業績管理,創造4大效益

居家整聊室採兩階段循序漸進的策略,逐步擴大系統應用成效。第一階段聚焦於強化客戶互動與業績管理,第二階段則拓展至全面性的數據整合,串起客戶從初次加入會員到最終完成交易與付款的完整作業流程。

黃恩頡進一步說明,第一階段的應用以業務和管理團隊為主,業務團隊透過Vital CRM瀏覽客戶資料與商機名單、詳實記錄每次客戶互動歷程,或根據特定條件篩選目標客戶發送簡訊、主動創造接觸客戶的機會。管理團隊則藉由Insight報表中的關鍵指標,如:轉換率、客戶RFM分數等,定期檢視業績進度及目標達成情況,實現數據驅動的精準管理。

居家整聊室不只提昇顧客回購率,更創造三大管理效益。第一、提升團隊的業務能力。由於Insight模組將商機、消費、負責業務和互動行為整合在一起,使管理團隊可以用數據掌握業務同仁的工作績效,而不是依賴主觀感受,不只溝通變得更順暢,還能據此樹立行為標竿,讓業務同仁更清楚該怎麼經營客戶才能提升業績表現。

第二、保留完整客戶資料,避免因人員異動而造成客戶流失的風險。

第三、為新進業務員打造最佳學習曲線。透過Insight數據分析結果,新進業務員能夠清楚知道成交率與業績目標間的關聯性,提升了主動聯繫客戶的意願和積極程度。此外,還能彈性調整新進業務員手中名單的新舊客戶比重,使其先與舊客戶聯繫、磨練互動技巧,之後隨著專業度提升,再逐步增加新客戶比重。

第四、合理配置顧客資源,最大化商機轉消費的比例。例如,將高品質新客名單分配給超級業務員(Top Sales)、根據轉換率調整業務手上的新客名單等,實現客戶資源的最佳配置。

3F0A2691.JPG
居家整聊室善用數位工具落實經營策略,從資料管理、人才培育到資源配置,全面強化商機轉化力。
圖/ 數位時代

應用階段2》以Vital CRM為核心,打造無縫整合的客戶服務流程

居家整聊室邁向第二階段的應用,即以Vital CRM為核心,整合品牌官網、會員系統、對話機器人、訂單系統及整聊師派單APP等營運系統,讓數據可以自動拋轉至不同系統中,省去不必要的人工登打作業,大幅提升團隊的工作效率。

鄭博元詳細說明如何打造無縫整合的客戶服務流程。他表示,人們經由官網或LINE加入會員後,相關資料會直接匯入Vital CRM,方便業務同仁與新會員聯繫,一旦新會員決定使用服務、也就是商機成功轉化為訂單後,Vital CRM就會將必要資訊拋轉至排班派單系統,自動進入後續服務流程,包括安排居家整聊師到府服務、產出付款連結等,當客戶點選連結完成支付,相關資料隨即回傳至CRM系統,自動更新為結案狀態,形成一個完整閉環的服務旅程。

3F0A2660.JPG
鄭博元(左1)指出,叡揚CRM Insight模組展現教科書等級的邏輯結構,精準對齊團隊管理需求,成為最終導入的關鍵契機。
圖/ 數位時代

展望未來,居家整聊室除了持續深耕到府收納領域,更計劃將自身數位化成果升級為商業解決方案,賦能更多家事服務同業啟動數位轉型。鄭博元強調,導入CRM的價值,不僅是解決內部團隊在舊客經營上的挑戰,更為公司開啟了一扇嶄新的商業大門,日後,若能成功將現行「以Vital CRM整合客戶服務流程」的應用機制轉化商業模式,相信將有機會開拓更寬廣的市場版圖。

登入數位時代會員

開啟專屬自己的主題內容,

每日推播重點文章

閱讀會員專屬文章

請先登入數位時代會員

看更多獨享內容

請先登入數位時代會員

開啟收藏文章功能,

請先登入數位時代會員

開啟訂閱文章分類功能,

請先登入數位時代會員

我還不是會員, 註冊去!
追蹤我們
電商終局戰
© 2025 Business Next Media Corp. All Rights Reserved. 本網站內容未經允許,不得轉載。
106 台北市大安區光復南路102號9樓