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

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從 Raise Day 出發,方睿科技如何打造商用地產的 AI 企業服務生態系?
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AI 與數據正快速落地至各行各業,從製造、金融、電信、醫療到零售,應用速度不斷加快。但在每年交易規模至少新台幣 1900 億元的商用地產領域,卻長期受到數據破碎且不透明的限制,只能仰賴人力蒐集資訊,再憑直覺和經驗去解讀資訊、做出決策,使 AI 潛在價值難以真正發揮。為回應產業轉型的核心痛點,方睿科技首度舉辦「商用地產生態系年會 2026 Raise Day」,以開放式平台為核心,串聯專業地產服務商、空間相關企業服務商、產業專業人士等多元角色,勾勒出 B2B 企業服務生態系的全貌,希望能透過科技促進數據流動,為商用地產企業協作模式開啟新的可能性。

方睿科技
方睿科技首度舉辦 2026 Raise Day,以開放式平台為核心串聯多元角色,推動商用地產邁向產業共好的新階段。
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方睿科技雙軌策略,讓 AI 成為商用地產的決策引擎

方睿科技創辦人暨執行長吳健宇指出,在 AI 時代,人應該專注於「最有價值」的工作;然而在商用地產業中,專業人士卻有約 70% 的時間耗費在資料蒐集與整理上,真正用於判斷與決策的時間僅約 10%。方睿科技希望翻轉這樣的時間分配,讓人力從低價值的資料處理中解放,將更多心力投入在判斷、溝通與決策等創造價值的商業活動。

方睿科技
方睿科技創辦人暨執行長 吳健宇
圖/ 數位時代

為此,方睿科技提出兩條實踐路徑。第一條是建構出具備完整性、易用性與進化性的商用地產智慧平台,運用 AI 技術,將過去產業中破碎、非結構化的資料,重塑為可被運算、可驗證的標準化數據,並結合圖表與互動式介面,讓使用者能夠快速得到完整市場資訊,實現「用戶即專家」的目標。

第二條則是推動生態系聯盟,將不動產視為企業服務的核心載體,串聯設計、家具、搬遷、清潔等多元服務夥伴,使空間不再只是靜態標的,而是承載案例、服務與數據回饋的生態系節點。透過生態系夥伴累積的實務資料與服務紀錄,平台得以發展「資料即推薦」模式,推動商用地產從單點交易,邁向可擴張的 B2B 服務網絡。

獨創「資料飛輪」機制,實現用戶即專家目標

在 AI 模型日益普及的當下,真正的競爭關鍵已不在模型本身,而是能否有效率地收集資料、提高資料品質,並將其與實際決策流程緊密結合。為此,方睿科技獨家設計出一個由「資料收集、資料精煉、專家把關、決策反饋」組成的資料飛輪,回應商用地產長期面臨的資料破碎與決策效率低落問題,成為方睿科技實踐願景的第一條路徑。

方睿科技技術長郭彥良進一步說明,資料飛輪機制的運作架構。首先在資料收集階段,必須系統性蒐集公開資料、內部檔案與報告,並透過 AI 協作將圖片等非結構化資訊轉換為可用的結構化數據。接著進入資料精煉,透過資料清洗與實體對齊,將原始資訊從單純的可閱讀升級為可比較、可推論的決策依據。第三步專家把關,則引入不動產專家進行校正與產業判讀,補上模型難以理解的規則與慣例,確保關鍵數據的正確性。最後的決策反饋階段,藉由收集使用者提問與行為,檢視現有資料是否足夠精準,再回到專家校正與補齊流程,使整個系統能隨使用頻率提升而持續進化。

在資料飛輪的運作基礎上,方睿科技正積極研發商用地產智慧平台 PickPeak。郭彥良表示,PickPeak 並非單純的物件搜尋工具,而是結合深度資料與 AI 的決策輔助平台。使用者可透過自然語言互動,提出人數、預算、區位、產業屬性等多重條件,再由系統動態生成可比較、可驗證的選址方案,真正將 AI 從「回答問題的工具」,轉化為「陪伴決策的數位專家」。

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方睿科技技術長 郭彥良
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創新 Data to win 模式,讓 AI 深入商用地產各階段決策流程

不過,單靠數據整合與 AI 應用仍不足以支撐產業全面升級,因此,方睿科技提出的第二條路就是,推動產業生態系聯盟,整合商用地產市場上不同角色的數據,讓 AI 能夠真正成為商用地產決策時的智慧引擎。

方睿科技不動產知識創新中心總監曾凡綱指出,目前在企業、房東或物業主與各類服務供應商之間,缺乏有效的整合機制,導致企業在選址與空間規劃過程中,難以快速找到真正合適的服務與解決方案,形成明顯的產業斷點。

為解決這些斷點,方睿科技提出「Data to win」模式,以資料取代傳統「Pay to win(付費買廣告)」思維,讓真正具備經驗與實績的服務夥伴,在適當的決策節點被看見。

曾凡綱說明,在廣告投放效益越來越低的情況下,企業服務商面臨的問題已不只是「如何曝光」,而是「如何在對的地方被看見」,這將是未來的市場勝出指標;而 Data to win 正好可以協助企業服務商建立此能力,方睿科技將生態系夥伴所擁有的案例、服務紀錄與產業知識等資料,經過去識別化與結構化處理後,再嵌入企業決策流程中,讓推薦不再來自廣告投放,而是真實、可被驗證的使用經驗,透過這樣的機制,不僅提升企業決策的準確度,也能同步放大生態系夥伴在合作中的實質價值。

舉例來說,方睿科技整合辦公傢俱夥伴 Backbone 班朋實業長期累積的辦公室規劃案例與平面圖資料,讓企業在選址階段,就能同步評估空間規劃方案,加速決策流程。又如,整合出行服務夥伴 USPACE 悠勢科技的服務資料,並呈現在地圖上,協助企業評估辦公據點的交通便利性,優化員工日常通勤與出行體驗。此外,平台也可整合大樓的 ESG 認證、公共設施與服務層資訊,協助企業快速篩選符合需求的辦公大樓,提升進駐媒合效率。

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方睿科技不動產知識創新中心總監 曾凡綱
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「Raise Day 只是這場變革的起點。」吳健宇強調,方睿科技已經透過投資與合夥模式,將布局延伸至專業地產服務與空間經營領域,至今旗下已有商用不動產仲介、顧問與估價等專業服務的宇豐睿星,以及聚焦商用地產代銷市場的希睿創新置業。透過直接參與第一線實務運作,方睿得以更深入理解產業真實痛點,讓科技不只是工具,而能真正回應實際決策與服務需求。

此外,方睿科技未來也將持續擴大「商用地產 x 企業服務生態系」聯盟,目前包括 Backbone、USPACE、IKEA For Business、潔客幫等企業服務夥伴已率先加入;接下來,方睿科技將邀請更多擁有關鍵數據與專業能力的企業服務商加入,讓數據在安全、可控的前提下流動,進一步釋放商用地產在選址、營運與企業服務等全生命週期中的結構性價值,為產業轉型啟動下一個關鍵階段。

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右起方睿科技共同創辦人暨營運長陳致瑋、USPACE悠勢科技共同創辦人暨執行長宋捷仁 、Backbone班朋實業創辦人暨執行長廖家葳,透過企業服務生態系合作共同為產業啟動下一個關鍵階段。
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方睿科技官網: https://www.funraise.com.tw

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