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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補齊未來電子業版的關鍵拼圖!矽眾科技以高階溫度補償驅動晶片IP,助攻高階AI與車用市場
補齊未來電子業版的關鍵拼圖!矽眾科技以高階溫度補償驅動晶片IP,助攻高階AI與車用市場

你是否曾好奇,為何今日的手機能在艷陽下持續運作,而電動車也能從零下的極地順利駛出,精準感測周遭環境?

看似尋常的應用場景背後,其實隱藏著一顆默默進行的「溫度偏移校正」關鍵晶片。這類負責環境感知、並能進行溫度補償的「驅動晶片」,是電子元件穩定運作不可或缺的一環 。然而,這塊高階驅動IC的研發,長期以來卻是臺灣在全球半導體供應鏈中相對薄弱的環節,使得臺灣眾多在零組件領域傲視全球的廠商,在高階應用市場中受制於人。

矽眾科技鎖定高階溫度補償驅動晶片IP,要替臺灣補足產業鏈缺口

「我們臺灣在零組件領域,其實有很多世界第一,例如在全球市佔率領先的振盪器,但始終難以打進高階產品線,就是因為缺少能驅動這些零組件的高階晶片。」矽眾科技創辦人陳世綸開宗明義地指出產業痛點。他解釋,許多臺灣零組件廠商雖擁有卓越的製造能力,但在高階驅動晶片上卻高度仰賴美日大廠,而國際大廠往往不願開放最先進技術,臺灣廠商因此缺乏在價值鏈高附加價值鏈段的話語權,只能在低利潤的紅海市場中競爭。如何打破技術封鎖、強化自主關鍵技術,成為臺灣電子產業邁向國際高端市場的關鍵課題。

而矽眾科技的成立,正是為了補上這道斷鏈而生。作為少數專注零組件驅動晶片矽智財(Silicon Intellectual Property , IP)開發的企業,當AI運算與電動車市場爆發性成長,矽眾科技以可重複授權、穩定可靠的矽智財解決方案,成為產業鏈中不可或缺的關鍵推手。陳世綸說當高階電子產品對穩定性的要求日益嚴苛,就更考驗元件必須能在高溫、低溫甚至劇烈溫度變化下維持效能。這正是「溫度補償」(Temperature Compensation)技術的關鍵價值所在。

「矽眾科技的IP 就像貼心的助理,提醒元件「冷了多穿衣服、熱了脫下外套」,透過溫度補償即時調整參數,即使處於零下 40 度的嚴寒或高達 140 度的酷熱環境,訊號依然能保持精準一致。」陳世綸生動地形容 。

透過開發板進行晶片溫度感測與數位校準測試,確保 MEMS 感測器在不同溫度下依然能維持精準運作。
透過開發板進行晶片溫度感測與數位校準測試,確保 MEMS 感測器在不同溫度下依然能維持精準運作。
圖/ 數位時代

他進一步解釋,晶片內整合了類比的溫度感測器來偵測環境溫度,並將數據傳送給數位電路進行判斷與分析,數位電路再發出指令,精準校準MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 感測器的參數,確保其在不同溫度下都能提供正確值,避免因溫度變化導致的誤差和功能喪失,例如手機熱當或汽車失靈 。這種「類比感知+數位判斷校準」的整合能力,正是矽眾科技在高階驅動晶片領域所構築的技術壁壘。

陳世綸表示,矽眾科技之所以選擇IP這條賽道,正是看準了其在產業中的獨特價值。作為IP公司,其設計模組能適用於從0.18微米的成熟製程到小於10奈米的先進製程,客戶可根據自身產品需求快速整合,大幅縮短開發週期。這種靈活性,不僅讓矽眾能服務更廣泛的客戶群,也賦予了臺灣零組件廠商快速切入高階市場的機會。

晶創IC補助計畫奧援,矽眾科技以IP挺進高階市場布局全球

然而,IP的研發是條燒錢的漫漫長路。陳世綸坦言,由於IP的價值在於其穩定性與可重複使用性,但要達到這個門檻需反覆測試與驗證 。他透露,矽眾科技的IP中,每個驅動電路區塊都必須經過數次的設計定案(tape-out)與實體測試,而每次的成本都高達數萬至數十萬美金不等。「沒有政府的計畫支持我們根本做不到,」陳世綸感念地表示,而他口中的計畫正是由經濟部產業發展署所推動的「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(以下簡稱晶創IC補助計畫),讓團隊得以持續突破與精進,追求每個電路區塊的極致穩定性與精準度。

晶創IC補助計畫的資金補助,不僅加速矽眾科技的測試進程,也成功讓這個具備溫補能力的高階驅動晶片IP跨入車用與AI市場 。陳世綸說明,此IP主要針對高階MEMS零組件,特別是應用於5G手機、低軌道衛星、AI伺服器中需要高頻率、高準確度且耐溫的振盪器 。同時,它也符合嚴苛的車用認證,確保車載系統在極端溫度下的穩定性 。此外,此IP亦可支援手機中的胎壓偵測、高度偵測等MEMS感測器,因未來的電子產品將大量使用這類元件,且需具備溫度補償能力以維持精準度 。

如今,矽眾科技已與美加、日本、歐洲及臺灣等國內外大廠展開合作。陳世綸欣喜地表示,許多客戶原本因買不到關鍵驅動晶片而受限於低階市場,現在矽眾科技的IP補上了這一塊,他們也終於能進軍高毛利產品線。目前,已有合作夥伴將矽眾的高階驅動晶片IP導入車用認證流程,未來甚至可望進一步進入低軌道衛星與醫療穿戴市場。

矽眾科技站穩利基市場,與全球MEMS企業共舞

有了晶創IC補助計畫的挹注,矽眾科技更能以關鍵 IP 、溫度補償技術,帶領團隊協助臺灣半導體產業鏈從
有了晶創IC補助計畫的挹注,矽眾科技更能以關鍵 IP 、溫度補償技術,帶領團隊協助臺灣半導體產業鏈從「代工製造」轉向「設計賦能」。
圖/ 數位時代

比起一家公司從頭到尾包辦整顆IC的傳統模式,IP公司更像是站在舞臺後方的設計者,協助每一位客戶量身打造表演服、背景道具與燈光效果,讓他們能快速踏上國際舞臺。「我們不做整套產品,但我們讓臺灣的零組件有機會躋身高階應用,不再只是代工。」陳世綸堅定地說,矽眾科技的策略,是站在面對未來5到10年需求的位置上,看見即將來臨的市場缺口,然後在它出現前就先把技術準備好 。

「我們希望矽眾科技未來是跟著全球 MEMS 企業一起共舞,」陳世綸生動的描繪出公司的願景,矽眾科技透過獨特的IP商業模式、關鍵的溫度補償技術以及晶創IC補助計畫的強力奧援,不僅成功在利基市場中站穩腳步,更為臺灣半導體產業開闢了一條高值化的新路徑。這項成果不僅是矽眾科技自身的里程碑,也證明臺灣的IC設計實力,已在全球高階半導體供應鏈中找到了新的戰略位置,從過去的「代工製造」轉向「設計賦能」,引領臺灣零組件產業邁向更高層次的全球市場競爭力。

|企業小檔案|
- 企業名稱:矽眾科技
- 創辦人:陳世綸
- 核心技術:5G通信、人工智慧、物聯網、車用電子矽智財(IP)設計服務
- 資本額:新臺幣1仟700萬元
- 員工數:6人

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
在行政院「晶片驅動臺灣產業創新方案」政策架構下,經濟部產業發展署透過推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,引導業者往AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程之低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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