【生醫專題】麻省理工新款人工皮能迅速除皺│Google 開發植入眼球智慧隱眼│拿手臂當觸控螢幕的智慧錶問世

【生醫專題】麻省理工新款人工皮能迅速除皺│Google 開發植入眼球智慧隱眼│拿手臂當觸控螢幕的智慧錶問世

各位有物讀者早安!我是今日生醫專題總主筆 Sharon。本職是口腔外科醫師,現正從事醫療新創,並在科技媒體撰寫醫療專欄。

最近有好多迷人的新科技誕生。目眩神馳之餘,到底這些科技是虛是實呢?今天就由我、白領牛仔網站創辦人王明聖,以及創業家跨界交流協會理事長吳季剛,為你詳拆解說分明。

麻省理工學院發表新人工皮膚技術,我將分析其市場需求及發展障礙。而穿戴式裝置風潮吹到人類眼球上,明聖將分析智慧隱形眼鏡搭載測量血糖、照相與虛擬實境等應用。這片小小載體,承接著人類對超視覺的渴望。而智慧型手錶問世後,似乎很難提供舒適的「操控感」。季剛將分析美國大學提出將皮膚作為智慧手錶操控面板的技術。這能提高使用體驗嗎?

今天三位主筆為你帶來絕對中肯且十足誠實的分析!

預估閱讀 10 分鐘。

生醫新聞分析

美國麻省理工學院研發新款人工皮膚,可迅速消除臉上皺紋
麻省理工學院計畫與美妝公司 Living Proof 合作推出此產品。此款人工皮外觀類似膠水,以矽膠聚合物(XPL)組成。使用者將其塗抹至臉上,可消除眼袋、皺紋,並能保持皮膚濕潤。XPL 單次時效可維持約 24 小時。Link

Sharon:

麻省理工學院、麻省總醫院與美妝公司 Living Proof 共同合作,研發出一款以矽膠為基底的聚合物(XPL)。使用者將 XPL 敷在臉上會形成透明保水的防護罩,彷彿第二層皮膚。它能「暫時」恢復年輕人般的彈性膚質、隱藏皺紋。目前研發團隊正著手將 XPL 應用到醫療上。

XPL 的效果太驚人,因此能迅速抓住大家眼球。下圖是 XPL 使用效果,女士的眼袋像被擦掉般。此外還有名人加持效應,例如珍妮佛安妮斯頓投資此技術,以及獲得全球生醫工程領域權威羅伯特·蘭格教授指導。以致大家忽略 XPL 其實是「灰姑娘的魔法」,效用只能維持 1 天。

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左邊使用人工皮,右邊則為無使用人工皮的狀況。圖片來源:MIT

這項產品有兩個目標市場:「美妝」與「皮膚替代物及敷料」。

在「美妝」應用,它的確是強效遮瑕膏,能成為好萊塢電影工業的化妝利器。XPL 媲美隱形面膜的功能,讓使用者保養完敷上 XPL 即可鎖住精華,簡單方便又兼顧功能跟美觀。此產品價格應該不便宜;但台灣一罐 60 毫升的「海洋拉娜」,售價 11,000 台幣依然賣得嚇嚇叫。這款 XPL 結合科技、名人與噱頭三元素,也可能震撼美妝界。

而 XPL 具備防水又能維持皮膚濕潤度的特性,在醫療上可延伸用作「皮膚替代物及敷料」。2019 年全球傷口照護產品市場預估為 183 億美元,前景看好。主因是老人容易出現許多慢性傷口,如褥瘡、糖尿病足等,因此隨著社會老齡化,將讓慢性傷口照護需求激增。另外還有戰爭的救護需求。

這類人工敷料多朝兩方面發展:便宜技術性不高的耗材,或昂貴但具備高療效的產品。近年研發以後者為主,例如以微電流刺激傷口修復功能的充電 OK 绷、利用奈米震動加速細胞癒合的超音波護套、採用再生醫學概念的細胞噴霧 ReCell Spray,或以自體細胞為材質的 3D 列印肌膚 PrintAlive 等等。這些新發明都在建立起技術差異性門檻。

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各種人工敷料(皮膚替代物)比較與應用。圖片製作:施亦倫

XPL 能震撼美妝市場,但難以打入醫療應用

美妝產品用量少,一罐能用一兩個月。但若應用於傷口照護,用量超級大,一罐可能用不到三天。因此若 XPL 維持高價,患者購買意願較低,恐怕在醫療市場討不了好。

而且從醫療價值論,將 XPL 應用於皮膚疾病治療(如抹完濕疹藥膏後,使用 XPL 當防護罩),其對應的市場太小。患者會選擇更便宜的治療方式。傷口照護市場需要的是能促進傷口癒合的產品,關鍵是抗菌、促進自體細胞再生的功能。但 XPL 偏向「終極版的 OK 繃」,和自癒能力沒有太大關係。

XPL 醫療應用的致命傷:太貴

很多企業投入研發「皮膚替代物及敷料」,但為何市場仍沒有領導品牌誕生?一是因為功效各有千秋,沒有證據說服醫生們換產品。另一個原因是價格昂貴。

以去年八仙塵爆意外為例,重度燒傷患者使用的 ReCell Spray 藥品為例;依燒傷面積大小,單次使用要價 6-15 萬台幣。而燒燙傷傷口通常面積較大,需要長時間重複換藥。這麼鉅額的花費,大概只有台灣健保能負擔。

而當醫療由健保負責撥款時,創新就很難進入台灣。因為當更新、更好,也更貴的醫療儀器(或玩具)出現時,誰負擔的起?若 XPL 有效,那開發成本理應由個人、保險與國家平均分擔。可是如果市場都以台灣健保的處理方式 ─ 買單後和廠商殺價,市場機制自然會崩潰,創新也會紛紛出走台灣。


三星、SonyGoogle 爭相開發植入眼球的智慧鏡片
三家企業近年投入開發眼用智慧裝置,並在美國共申請約 50 項專利。Google 和藥品廠商諾華兩年前合作研發血糖偵測智慧隱形眼鏡。Sony 智慧隱形眼鏡可以讓使用者眨眼就自動拍照。三星智慧隱形眼鏡則能把影像傳至視網膜。Link

王明聖:

穿戴式裝置被視為手機之後,下個熱門的消費電子之一。而透過穿戴式裝置測量人體生物訊號,結合電子與生物科技的裝置更是熱門。Google、Sony 與三星都視隱形眼鏡為未來重要技術,但策略不同。

目前普及的穿戴裝置,不論手錶或手環,都屬於非侵入裝置。但這些裝置量測的訊號不夠精準,不到醫療器材標準,只能當作參考。

例如糖尿病患者非常注重血糖監測,若控制不好會有致命危險,因此精準度很重要。目前主流血糖監測儀器仍唯有侵入式才能達到醫療級的精準度。許多團隊想做出非侵入式血糖機,都還未成功。

而隱形眼鏡雖然緊密接觸人體,屬於侵入式醫材,但屬於風險較低的等級。一般人不用醫師在場,也能自行在家配戴隱形眼鏡。而眼睛會分泌體液且有許多神經分布,使得隱形眼鏡可以收集到許多數據。

因此 Google 跟藥品大廠諾華(Novartis)共同研究,以隱形眼鏡偵測血糖濃度。預計今年臨床測試。它們要將晶片置入隱形眼鏡,並透過淚液偵測血糖濃度。

但執行難度依然非常高。隱形眼鏡內植入晶片並不容易,還要考慮如何提供晶片電源。Google 和諾華的方案是讓眼鏡中某種材料與血糖反應產生電流。

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Google 偵測血糖的智慧隱形眼鏡,上有電子晶片。圖片來源:Google

而 Sony 則是將隱形眼鏡作為攝影機,讓使用者以眼睛閉合動作控制拍照。照片儲存在隱形眼鏡中的晶片,之後以無線傳輸將照片傳送出來。困難點是隱形眼鏡如何分辨使用者眨眼是自然動作還是想拍照。

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Sony 智慧隱形眼鏡構造,搭載無線傳輸、資料處理與儲存功能。圖片來源:美國專利商標局

另一個潛力龐大的隱形眼鏡技術在顯示領域。想像一下:你戴上能放大影像的隱形眼鏡,將影像投射在眼鏡上,就獲得了等同在電影院裡觀賞大螢幕的體驗。這種顯示技術是現在比較可能實現的應用,甚至能應用在虛擬實境。

隨著穿戴式、生醫應用崛起,以及 3D、虛擬實境等顯示技術逐漸受到重視,隱形眼鏡成為新的市場。儘管許多技術現在看起來還像科幻小說;但 10 年前手機市場還由 Nokia 主宰,當時誰能想到現在的智慧手機?或許再過 10 年,隱形眼鏡也會截然不同。


基美隆大學推出第一個以皮膚作觸控板的智慧錶 Skintrack
此智慧手錶能讓使用者將手臂皮膚當作虛擬觸控板,就像滑觸控螢幕一樣。使用者必須配戴一個發出高頻率訊號的指環。當手指接觸到肌膚時,訊號會藉由皮膚傳送。而智慧手錶搭載四個電極,偵測指環的訊號,藉此判斷使用者的手勢。Link

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將皮膚當觸控面板。使用者右手食指配戴發出訊號的戒指。圖片來源:GIPHY

吳季剛:

在蘋果發售 Apple Watch 之後,市場大量出現各種智慧手錶。但智慧手錶搭載的觸控螢幕面積過小,操控感無法與手機比擬。許多公司試圖提升穿戴裝置的使用體驗,例如加入手勢控制技術的穿戴裝置 Deus Ex AriaSoliType

卡內基美隆大學的未來介面研究組則在日前的 2016 CHI 研討會上,展現了皮膚作為觸控面板的可能性。研發團隊希望藉此擴大觸控面積,改善手錶的操作體驗。

這技術原理十分有趣。指環一直持續發出高頻率電訊號,而且在手錶上安裝數個訊號感測器。藉由手指與每個感測器之間距離的不同,可以判斷手指的位置。研究團隊宣稱判斷點擊動作正確率 99%,位置判別平均誤差為 7.6 毫米,小於手指直徑(因此使用者不會發現誤差)。

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智慧錶 Skintrack 以手指到每個感測器的距離偵測位置 。圖片來源:2016 CHI 研討會

但這技術在理論原理、使用情境與商業應用上應該有三點限制:

1. 運作原理限制:人類皮膚不是一個均勻性質的導電體。研發團隊也表示這技術在不同皮膚位置,準確度就會不同。例如靠近手腕處準確度較高,而某些皮膚位置誤差較大。

因此在遠離手腕的位置,可能需要搭配運算修正或 UI 設計。另外,傷疤與毛髮分布也會改變皮膚導電性質。新使用者可能需要先校正系統,才能獲得較好的體驗。最後,流汗也會改變皮膚導電狀況。而且人體汗腺並非均勻分布。所以使用者配戴一段時間後,也必須校正系統。

2. 使用情境限制:使用者必須一直戴著指環,就像某些觸控裝置要搭配觸控筆一樣。因此所有觸控筆會發生的問題,在指環上都會發生。例如電量不足、遺失等。

3. 商業應用限制:這技術最適合的應該是穿戴式裝置,但目前穿戴式裝置市場表現冷清。以手勢控制技術的穿戴裝置 Deus Ex Aria,其預購量與募資表現都不如預期。目前尚看不出這技術其他較好的應用市場。

來自 Sharon Shih 的問候

與你分享我最近聽到最震撼人心的一場演講。射波刀 CyberKnife 發明人 Alder 博士說:「醫療創業是世界上最艱難的創業題目。政府不要你、大公司不要你、創投不要你,所有人都覺得你瘋了 . . . 但是,請做你相信的事,然後帶上非常人的勇氣。有一天,當看見數百萬人因為你的信念而受惠時,一切,是值得的!」

我聽完只有一個念頭。衝吧,大家!

封面圖片來源:MIT

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