小耳症女孩終於可以綁頭髮,美國新創將3D列印組織部位成功植入人體
小耳症女孩終於可以綁頭髮,美國新創將3D列印組織部位成功植入人體

近日在醫學領域上有一項重大的突破,5月26日,德州聖安東尼奧醫院(San Antonio)的外科醫師波尼亞(Dr. Arturo Bonilla)執行了一個臨床試驗的手術,他成功將3D列印的耳朵植入到一位墨西哥女性患者身上。

用自身細胞重建耳朵

這名20歲出頭的墨西哥女性名叫艾莉西亞(Alexa),有先天性的小耳症(microtia)。她在今年3月接受外耳廓的重建手術,手術用的耳朵由位於美國紐約的再生醫學公司3DBio Therapeutics製造與資助。根據3DBio Therapeutics釋出的新聞稿內容指出,3D列印的耳朵是用艾莉西亞自身的細胞重建,外型上仿造了她另一隻健康的耳朵。

3DBio Therapeutics
圖/ 3DBio Therapeutics

好興奮!開啟再生醫學更多可能

專家表示,該臨床試驗首次把3D列印的組織部位植入到人體。未參與此次臨床試驗的威克森林再生醫學研究所(Wake Forest Institute for Regenerative Medicine)的主任醫師阿塔拉(Dr. Anthony Atala)表示:「這是一個重要的里程碑!過去是由醫師透過人工的方式重建耳朵,現在則可以使用3D列印技術邁向自動化,這點至關重要。」

美國卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University)生物醫學教授暨3D生物列印新創公司Fluidform首席技術員芬柏格(Adam Feinberg)則認為,此次臨床試驗可以開啟再生醫學領域在3D器官列印的更多可能,「我希望此次的試驗能讓更多人投注對這個領域的熱情與理解,能明白到我們的科學正逐將科幻轉為現實」。

手術第一步 由外科醫師取出軟骨

3DBio Therapeutics表示,他們的3D列印涉及到多項專利技術,使用到一種特定的辦法可將病患的一小片樣本生成數十億的細胞。另外,他們的3D列印採用的是膠原蛋白為基材的「生物墨水」,所以對病患的身體無害,並能保持無菌的狀態。

在整個醫療過程中,首先,艾莉西亞會藉外科醫師的幫助,從她發育不全的耳朵中取出幾克的軟骨,並為她掃描健康耳朵的影像。接著,醫師將軟骨組織與掃描的影像從聖安東尼奧醫院運抵3DBio Therapeutics公司的大樓。

啟動列印機 不到10分鐘

在該大樓設施裡,會有專人將軟骨細胞從軟骨的組織分離出來,並將細胞放入調配過的濃縮營養液,增值成數十億的活細胞。3DBio Therapeutics的首席科學家巴哈拉赫(Nathaniel Bachrach)補充:「活細胞接著再和3D列印的生物墨水混和在一起,就像是把巧克力片混入到餅乾麵團冰淇淋(cookie dough ice cream)中。」

所有的材料會放入3DBio Therapeutics專用的3D列印機裡,整個印製的過程不到10分鐘便能完成。

還有11位臨床試驗者等待中

3D列印的耳朵完成品會被包在可生物分解的保護殼中,連夜冷藏運送到聖安東尼奧醫院的外科醫師波尼亞手中,然後波尼亞為病患動手術植入到皮膚下,患者的新耳朵隨後便成形。

目前,3DBio Therapeutics還有11位臨床試驗者將接受手術,年齡涵蓋6歲至25歲,待他們手術完成後都會追蹤5年的時間,評估其長期的安全性和耳朵外觀的變化。

小耳症患者的福音

波尼亞表示,過去的外耳廓重建手術,會從病患的胸部肋骨中取出軟骨,並將取出的軟骨雕塑成耳朵的形狀後再植入。

「我覺得小耳症患者的世界一直期待這種新的技術,讓我們不用再取出胸部的肋骨,然後短時間內病人都能得到治療。」波尼亞說道。

目標是列印重要器官

3DBio Therapeutics希望未來他們的3D列印技術能更加發揚光大,不只耳朵,還能列印出其他人體的部位,包含椎間盤、鼻子、膝關節半月板,或是腫瘤切除部分的重建。此外,他們也願意更進一步挑戰人體較為複雜的重要器官,像是肝臟、腎臟和胰臟。

不過,芬柏格認為,耳朵是比較簡單的附屬器官,畢竟耳朵的結構是軟骨而且沒有血管,如果想列印出像肝臟和腎臟這種功能性組織的器官,未來還有好長一段路要走。

重建耳朵後 找回了自信

此次的臨床試驗者艾莉西亞表示,她非常高興擁有了這隻新耳朵,雖然她目前還沒辦法看到它,因為植入的耳朵正被繃帶覆蓋著。

艾莉西亞分享,她小時候從來不會因為小耳症感到困擾,但到了青少年時期,一切就變得不一樣,「當變成青少年時,你會更注重外在的形象,而且有些人會未經思考就評論別人的外表,這真的很困擾我」。艾莉西亞說道。

艾莉西亞過去習慣留長髮,並利用頭髮的長度蓋住耳朵;現在,經歷過手術治療後,她很高興未來不再需要維持一成不變的長髮,總算可以嘗試更多的新髮型,像是綁辮子或是把頭髮盤到頭頂上。

本文授權轉載自:地球圖輯隊

責任編輯:傅珮晴、侯品如

關鍵字: #3D列印
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AI讓軟體開發更快,誰來接住「上線之後」?諾德資訊以Production as a Service補上最後一哩
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看似簡單的手環互動,背後其實是一套整合穿戴裝置、即時感測、場域互動、資料處理與雲端服務的完整系統。尤其在大型公開展覽環境中,不僅必須因應大量參觀者於短時間內同時使用,也必須確保從手環感測、站點互動、資料傳輸到最終結果產出的每一個環節,都能維持即時且穩定的服務品質。

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專業分工合作:諾德資訊坐鎮後端,撐住大型公開展覽的服務韌性

為了讓系統從開發與測試環境順利進入大型公開場域,並進一步提升正式服務的可用性、資安與系統韌性,諾德資訊與棋苓採取專業分工合作。棋苓聚焦於 AIoT 平台、穿戴應用及使用者體驗;諾德資訊則負責後端基礎架構、正式環境部署、壓力測試、高可用性驗證,以及服務上線後的系統與流量監控。

由於展場現地部署時間僅有兩天,雙方將大量驗證工作提前至開展前完成。諾德資訊於正式開展前約一個月即建置專用測試環境,讓棋苓的應用服務提早與正式營運架構整合,並進行壓力測試、高可用性驗證及異常情境測試,使原本必須於現場進行的系統驗證工作大幅提前完成。

諾德資訊業務開發經理邱柏瑞表示:「FLOW CHECK 的挑戰在於大量參觀者可能集中於同一時段使用手環,因此除了確保服務穩定之外,也必須辨識進入系統的流量究竟來自真人使用者、合法自動化程式、AI Bot 或惡意攻擊,並透過即時監控及早發現異常。」為此,諾德資訊導入 IntelliFend Bot Management,協助辨識真人使用者、合法自動化及異常機器人流量,並於展覽公開服務期間透過遠端監控,持續掌握主機、資料庫、應用服務及外部流量狀態。

此外,為驗證系統在大型展覽情境下的承載能力,正式展出前,諾德資訊亦協助棋苓進行大規模壓力測試,模擬最高約 3 萬人同時使用的流量情境,提前觀察系統資源使用狀況、服務反應與可能的效能臨界點,並據此進行相關調校。

透過棋苓在 AIoT、智慧穿戴與互動應用上的技術能力,以及諾德資訊在正式營運環境、資安、壓力測試與維運監控上的經驗,雙方在展覽正式開放前,即完成從應用層到基礎架構的完整驗證,讓 FLOW CHECK 能夠在大型公開場域中穩定提供即時的 AI 穿戴互動體驗。

諾德資訊
諾德資訊業務開發經理邱柏瑞表示,FLOW CHECK展前模擬約3萬人同時在線情境,並即時辨識流量來自真人、Bot、AI或惡意攻擊,提前掌握系統臨界值。
圖/ 數位時代

AI加速開發腳步,但也增加「上線」考驗

從生成式AI到代理式AI,軟體開發速度快速提升,過去需要長時間才能完成的產品原型(Prototype)與概念性驗證(PoC)專案,現在可以很快完成驗證,讓軟體商有更多時間跟資源投入客戶需求、產品創意與使用體驗。

但是,從PoC走到Production,面對的是完全不同的考驗。
諾德資訊技術長張家榮解釋,進入正式環境(Production)後,軟體服務必須面對真實使用者的流量、不同客戶的IT環境、計算資源擴充、資料庫負載、網路連線、資安攻擊,以及服務異常時的切換與處理,就算在壓力測試時表現正常的系統,也可能在Production的時候出現問題。

更值得特別注意的是,AI不只讓開發者更快,也讓攻擊者發現漏洞的速度加快;過去,服務上線後還有時間慢慢觀察、修正,現在,服務一上線,可能很快就遭到掃描甚至攻擊。

也因如此,軟體商、系統整合商選擇基礎架構夥伴的條件開始改變,從過去關注功能與價格轉向:產品能不能順利上線?出了問題誰來處理?面對流量變化與資安風險,服務能不能持續運作?

張家榮表示:「諾德資訊可以提供從公有雲、私有雲、地端、邊緣運算、主機代管、網路,到維運與監控等服務,讓軟體夥伴可以將資源集中在應用與客戶需求,無須擔憂Production議題。」

諾德資訊
諾德資訊技術長張家榮指出,公司可提供從公有雲、私有雲、地端、邊緣運算、主機代管到維運監控的完整服務,讓軟體夥伴無須擔憂Production議題。
圖/ 數位時代

不僅提供資源,諾德資訊將Production變成一項服務

而這也是諾德資訊會提出「Production as a Service」的原因:不是在提供另一種雲端或主機服務,而是將軟體從開發走向正式營運所需的Production流程,轉化成可以被專業分工、驗證與持續維運的一項服務。

「Production as a Service不是單純把主機或雲端資源租給客戶,而是共同檢視這套軟體能不能順利上線與正常營運。」邱柏瑞表示。

實際做法包括,在上線前協助檢視架構,建立與正式環境相近的測試環境,確認系統正常狀態、最大承載量與資源需求,並驗證高可用性、資安、備援及服務切換機制;上線後則持續監看服務狀態、容量與流量,及早發現異常並處理。

諾德資訊之所以有這樣的服務能力,可以歸結為三點:

第一,長期累積的基礎架構與維運經驗,目前,諾德資訊同時服務的客戶數近30家,應用情境涵蓋IoT、購物平台、遊戲、音樂等不同類型的軟體服務。

第二,諾德資訊將每一個客戶遇到的問題與解決方案收攏至知識庫,讓團隊成員可以快速處理、借鏡,滿足客戶需求。

第三,依循ITIL的維運精神,並具備ISO 27001等資安相關認證,將服務流程、操作紀錄、備份、監控與異常處理等機制內化到服務之中。

這也是諾德資訊與單純提供雲端、IDC或主機代管服務的業者之間的最大差異:交付的不僅是基礎設施,而是讓服務持續運作的能力。面對客戶同時使用公有雲、私有雲、地端與邊緣運算環境,諾德資訊另以 MQloud 提供統一管理,把網路、防火牆、流量、監控與帳務收進同一套平台,降低跨環境營運的複雜度。

「軟體商負責開發,就像晶片設計公司;諾德資訊則負責協助完成測試、製程調整與正式生產,讓產品真正走向市場,希望成為『軟體界的台積電』。」張家榮如是說道。

展望未來,諾德資訊將持續深化 Production as a Service,成為軟體公司從上線到長期營運的夥伴。自構想階段起即與軟體商共同討論架構,於測試階段協助驗證,於準備上市時承接正式環境,上線後則持續守住流量、資安與服務韌性。軟體開發者與 SaaS 業者可將資源集中於產品與客戶,完整基礎架構與 24×7 維運則由諾德資訊端到端承接。

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