台科大跨校研發微氣泡超音波無針注射系統 - 工程師

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2023年2月20日【記者王志誠、周貞伶／台北報導】
台科大跨校研發微氣泡超音波無針注射系統 大幅提升內耳治療、促生髮等藥物傳遞效率

台科大醫學工程研究所教授、研發處副研發長廖愛禾研究「微氣泡」超過十年，陸續與國
防醫學院、三軍總醫院、台灣大學合作，打造「超音波無針注射系統」，將原先只用於治
療腦腫瘤的技術，應用在內耳、中耳治療，以及促生髮、保養等美容產業。十年間相關研
究不斷登上知名國際期刊，獲獎無數，二０二二年更以此技術榮獲國家新創獎之臨床新創
獎。

廖愛禾說明，微氣泡過去常搭配超音波，用於腦腫瘤治療時的顯影和治療。過去腦腫瘤治
療相當不易，開頭顱的手術既困難，失敗風險也高。因此全球各大醫療重鎮花費多年，實
驗「非侵入式」的治療方法，於是發展出將微氣泡注入到血管中，以超音波震動微氣泡，
產生「穴蝕效應」的做法，藉此打開會阻止物質經由血液進入大腦的「血腦障壁」，再注
射抗癌藥物。

所謂的「穴蝕效應」，是利用超音波使微氣泡震盪，最後在持續的高壓環境中破裂，產生
「微噴流」。「微噴流」能穿透細胞間隙，增加細胞膜通透度，讓藥物滲透進去。廖愛禾
觀察到這樣的技術常用在腦腫瘤相關的實驗，卻幾乎沒有用於其他領域，因此著手研究非
血管注射的應用。

由於台科大沒有醫學院，廖愛禾要進行臨床實驗，必須仰賴跨校合作。廖愛禾表示，校方
給予很大的支持，甫成立醫工所，即推動與國防醫學院、三軍總醫院的定期交流。在一次
演講中，現任三軍總醫院院長王智弘聽完她的研究方向，馬上表達高度興趣，希望運用在
耳科的治療上。

廖愛禾解釋，過去耳科給藥是透過鼓膜穿刺，把藥灌入耳中，讓藥物自行滲入連接中耳到
內耳的「圓窗膜」。可是圓窗膜通透度不佳，藥物也容易在打哈欠、講話時，經由耳咽管
流到口腔、咽喉。廖愛禾團隊於是嘗試在中耳腔注入微氣泡及藥物，用超音波能量將微氣
泡推到圓窗膜附近，並誘發穴蝕效應，打開圓窗膜的通透度，更有效地將藥物送到內耳深
處。該技術能應用於梅尼爾氏症、內耳炎、聽力損傷等，藥物傳輸效率大幅提升外，微氣
泡和藥物可以同時注入，不需要多次穿刺鼓膜。

廖愛禾認為跨校整合能長久的關鍵，是做好平衡彼此需求的專利佈局，這樣雙方都會有動
力持續維護、耕耘。她也分享合作過程中的軼事：他們第一次開會，正是在她生下第一胎
的那一天，她去開會前就有預感當天可能會生，身邊的人也勸她不要出門，可是她認為機
會難得，評估風險後依然出席會議，最終順利開啟這段維持多年的合作關係，當晚也平安
產下小孩。

發展耳科相關應用的同時，廖愛禾也透過產學合作、材料或技術移轉，逐步打開商業化、
產品化的可能性。與進行合作協商，並在三總進行促生髮的臨床實驗，將受試者髮際線周
圍分為左右兩側，一側使用超音波結合微氣泡，打開通透度，再敷上促生髮藥劑，另一側
則不使用微氣泡，只用超音波和促生髮藥劑。結果顯示，有使用微氣泡的一側不只毛髮密
度較高，髮幹也更為強健，也因為藥物傳遞效率更高，以往要每天敷藥的療程，透過這個
技術，只要一週執行兩次即可。

廖愛禾與廠商的合作不只得到正面的實驗結果，也在溝通的過程中更認識產業的需求，例
如，儘管促生髮藥物也可以直接附著在微氣泡上，不用另外敷抹，可是因為這樣就要改變
原有配方，會增加商品製作的複雜性，因此就採取兩步驟的做法：先用超音波結合微氣泡
打開皮膚的通透度，再塗抹藥物，一樣可以達到幫助滲透的效果。

除了耳科和促生髮，非血管注射的外用微氣泡從治療傷口到美白抗皺，甚至治療關節炎都
能應用，未來潛力無窮。看見研究開花結果，廖愛禾非常有成就感，也打算繼續推動醫療
及非醫療的商品化應用市場，未來甚至計畫將此系統搭載雲端平台，串接不同疾病應用科
別之最佳化參數，也整合醫院現有設備的數據、臨床前的實驗結果，實現「智能型微氣泡
超音波無針給藥系統」。

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