醫療材料應用新趨勢 (廖錦興博士)

By on October 29, 2020

本文作者廖錦興博士,為香港青年工業家協會當然顧問,為《信報》撰寫專欄「科網人語」。

高分子材料的醫療用品植入於人體器官內須顧及風險,研發成果必須有嚴謹的臨床測試和獲國際標準認可。(Freepik網上圖片)

高分子材料的醫療用品植入於人體器官內須顧及風險,研發成果必須有嚴謹的臨床測試和獲國際標準認可。(Freepik網上圖片)

隨着人口老齡化和新型病毒出現,全球醫療水平正在急速提升,並以創新科技應付未來龐大的需求。創新科技也離不開新材料的研發,因此材料創新幾乎成為科技發展的另類土壤。其中醫療級高分子材料的發展已超過70年。

1949年美國首先發表了醫療級高分子的發展文獻,介紹了利用聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethyl MethAcrylate,簡稱PMMA)作為人的頭蓋骨和股骨的替代品,並採用聚酰胺纖維作為手術縫合線的臨床應用。其後幾年都陸續有不同的突破,如在人工尿道、人工食道、人工血管甚至人工心臟和人工肺等人工器官上,至今全球利用高分子材料在醫學的應用有逾百品種,相關產品更達1800多種。

最新醫療級的高分子材料(Medical Grade Polymer,簡稱MGP)在應用上有三大趨勢,包括高集成化產品、可降解產品和帶有晶片產品。MGP融合了高分子化學、高分子物理、生物化學、合成材料工藝學、病理學和臨床醫學等多方面的知識,還涉及許多工程學如醫療機械設計和製造等。

一、高集成化產品(High Integrated Products)指在原有產品上提升製造技術,使之能更快捷及迅速恢復患者身體功能,如手術導航與機械人系統,涉及光學、機械、電子、計算系統軟件。

人工肺等醫療級高分子材料,在醫學的應用有逾百品種,相關產品更達1800多種。(Freepik網上圖片)

人工肺等醫療級高分子材料,在醫學的應用有逾百品種,相關產品更達1800多種。(Freepik網上圖片)

二、可降解產品(Degradable Products)是環保大趨勢,使用高分子材料作為用於診斷、治療和器官再生的材料已逐漸成熟,產品如心臟支架,而生物降解的支架技術能使血管之完整性和功能性得以改善。

三、帶有晶片產品(Chip Carrying Products)具有記錄、傳輸溫度、壓力等生理指標的功能,這類產品過去遇到免疫系統排斥的困難,而最新的高分子材料研發出聚乳酸乙醇酸共聚物(PLGA)和硅樹脂材料的新型電子傳感器,不僅簡化了醫療過程,還增加安全性。

根據線上開放取用的醫學期刊Multidisciplinary Digital Publishing Institute的2019年年報顯示,2018及2019年的醫學文獻發布中材料(materials)分別有2655篇及4285篇;而高分子(Polymers)分別有1429篇和2130篇,顯示新材料研發的成果將陸續投放在醫療產品上,而生物性聚合物(Biopolymers)在肌腱和骨肌組織工程中的發展正是一個例子。

未來醫療級高分子在應用上的發展,須解決材料的抗血栓性研製問題。雖然醫學專業界別對於科技發展充滿信心,畢竟高分子材料的醫療用品植入於人體器官內須顧及風險,研發成果必須有嚴謹的臨床測試和獲國際標準認可,才投入市場。

產品如心臟支架,使用高分子材料作為用於診斷、治療和器官再生的材料已逐漸成熟。(Freepik網上圖片)

產品如心臟支架,使用高分子材料作為用於診斷、治療和器官再生的材料已逐漸成熟。(Freepik網上圖片)

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