No.471《拯救或毀滅世界的十種新創科技》

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☆★【☆科普探索.無限可能☆】科普漫遊精選叢書★☆

第471期 2018/02/10

拯救或毀滅世界的十種新創科技

趨勢科技版的《如果這樣,會怎樣?》
意想不到的未來,就在眼前!

拯救或毀滅世界的十種新創科技


  未來,這世界到底會變成怎樣?

  為什麼距離首次登月已經這麼久了,我們還沒有在月球上建立殖民地?

  為什麼許多我們期盼已久的科技,還沒有成真?

  《拯救或毀滅世界的十種新創科技》帶你預見未來,細數十種眾所矚目的發展中新興科技,例如上太空要如何變便宜、我們要如何利用太空資源、醫學會不會走到為個人量身訂製的境界、3D列印有沒有可能解決器官移植的問題,我們能不能為大腦編寫程式,讓自己更聰明?

  作者用逗趣的漫畫與幽默的解析,說明這些科技目前進行到哪裡,它們繞了哪些冤枉路、走了哪些死胡同,怎樣會把這世界搞得一塌糊塗,怎樣才可能讓我們的明天會更好!

拯救或毀滅世界的十種新創科技

  新肝臟列印就有,讓我們乾杯吧!

  想像有一天你一覺醒來,感覺疲憊不堪而且很想吐。等終於吐完了,你照照鏡子,發現眼睛和皮膚有點黃黃的。你把兒子叫來,他趕緊開車送你去醫院。幾個小時後,你的醫生進來,臉色凝重。你需要新的肝臟。

  「嗯,」你心想,「找個肝臟會有多難?我認識的一大堆人都有肝臟。」你瞧瞧護理師。不行,太小了。你瞧瞧醫生。不行,太老了。你瞧瞧你兒子,眼神一亮。他搖搖頭。」

  於是你突發奇想,多年來你一直在繳稅金給科學界。那些穿白袍的書呆子為什麼不乾脆利用科學給你全新的肝臟?你聽說最近3D列印機很厲害。它們能不能為你複製幾個健康的肝臟?

  事實上,研究人員已經能夠印出可用的器官組織,而且許多人正努力使該領域朝向列印整個器官邁進。

  早期利用真正的細胞來製作人造器官的嘗試,基本上就是利用某種相對較硬的材料製成支架,然後在支架上噴塗適當的細胞。給那些細胞一些東西吃,然後看著器官長出來。這簡直是史上最恐怖的番茄園。

  結果並不是很成功。細胞不夠密集,生長用掉太多時間,而且至少在初期,支架的材料竟然具有毒性。事實證明,器官真的非常複雜。不是把一堆肝臟細胞噴在培養皿上就沒事了,就像不能把一堆牛排細胞噴在盤子上,就變出美味的牛排一樣。器官有些部分是軟的,有些部分是硬的,有些具伸展性,有些則是剛體。

  想瞭解為何在實驗室裡製造器官這麼困難,我們有必要先來談一下「你」。你可能有這樣的概念:你的身體是由一堆細胞和液體構成的。這麼說倒是沒錯,卻忽略了一大堆東西。考慮剛形成的單一細胞。那個細胞需要能量方可移動。它需要化學訊號告訴它該去哪裡。一旦它知道自己要去哪裡,可能需要環境的提示才知道要做什麼。而且細胞需要某些結構將它們固定在適當的地方,否則「肉果凍」就會變得水水的。

  你的肝臟不是只坐等處理店家在「歡樂時光」招待的飲料。它一直都在工作,例如收發化學訊息、移除死細胞、製造新細胞等等。為了製造新的肝臟,你要有正確的細胞,並在正確的環境、正確的時間對它們進行正確的處理。這有點像是一下子就生出一家工廠,而不是先蓋工廠架構,然後裝機器,然後雇用員工。

  萊斯大學的米勒博士告訴我們:「雖然科學家可以在培養皿中培養細胞,但是身體的奇妙結構使我們擁有相當緊密的形狀。比方說,肺臟表面與血液進行氣體交換的面積,等於把整個網球場摺起來塞進你的胸腔。因此,如果我們無法複製奇妙結構的至少某些部分,根本沒辦法製造具有功能的替代器官。」

(本文為節錄,完整內文請見拯救或毀滅世界的十種新創科技

 從胃氣球來談——創新醫療器材背後有看不見的炸彈?

科學新聞由Pansci.tw泛科學提供

文/活躍星系核

二○一七年二月底美國食品藥物管理局(FDA)發布公告,提醒國內所有健康照護供應商應當要去追蹤一種創新醫療器材——膠囊胃氣球(Bioenteric intragastric balloon)的使用情形,因為美國 FDA 已經接獲數十起關於該產品的不良事件通報。

膠囊胃氣球是一款用來幫助病人減肥的醫療器材,他的產品概念是膨脹的氣球會佔據胃的大部分的空間,且帶有一定重量,會使病人產生飽足感,有效的降低病人的進食慾望。醫生可以透過內視鏡將帶有扁平氣球的膠囊送到病人的胃裡,再利用內視鏡注射 700 到 900 毫升的食鹽水到氣球內,讓氣球在胃裡膨脹到一定的程度。這個氣球可以在胃裡維持六個月,接著就會慢慢縮水,再用內視鏡取出胃氣球的殘骸。

在膠囊胃氣球上市之前,並沒有類似的產品,胃氣球被認定為創新的醫療器材,美國 FDA 對於創新性醫材的審核極為嚴格,廠商需要舉行大量的臨床試驗,還有提出可靠的報告才能說服美國 FDA,因此目前有成功申請到美國上市許可的廠商只有 ReShape 跟 Apollo。

然而,理想是美好的,現實是骨感的。這款創新產品從 2015 年推出後,便陸陸續續傳出產品使用不當或是病人植入胃氣球後出現不好的症狀等負面消息。

在產品使用不當的案例中,最常見的是醫師沒有依說明書上建議的食鹽水體積,自行決定注射更多的食鹽水到氣球內,使得氣球過度膨脹,導致病人有嘔吐或是呼吸困難的症狀。

為什麼醫生會注射過多的食鹽水呢?原因可能是醫師或是病人希望有更好的治療效果,所以想藉由增加氣球體積來降低食慾。不過廠商提供的說明書裡,沒有特別強調如果注射過量的食鹽水會發生什麼事情,也沒有禁止或是警告醫生進行這樣的行為。

所有廠商提供的說明書都是有經過美國食品藥物管理局(FDA)審核,很顯然地,美國 FDA 官員們亦沒有想到會有這樣子的操作風險,所以他們沒有要求廠商特別加註。

在接獲數十起不良事件通報後,美國 FDA 也在官方網站上發表聲明,提醒供應商們須注意植入膠囊胃氣球後可能會發生ㄧ些異常狀況,如果有發現異常狀時,請務必自主通報給 FDA,供應商可以利用手機上的 MedWatch APP 進行通報,也可以直接上美國 FDA 官網進行通報程序。美國 FDA 會與 ReShape、Apollo 這兩家廠商聯合調查不良事件的實際狀況,美國 FDA 亦會視情形嚴重程度發布產品召回的公告。

每項醫療器材需要先獲得當地衛生主管機關的核准,才能在市面上販售,在審核階段時,主管機關會要求廠商提供產品的相關資料,來證實醫療器材的安全性和有效性,另外,政府也能利用目前市面上相似的醫療器材,來訂定相關的規範。但是創新的醫療器材,往往是無例可循的,政府只能依據廠商宣稱的產品功能,用想像力去推測產品在使用的過程中可能會有哪些風險,或是產品會對人體造成那些傷害,但很遺憾的是,總是有無法預測的情況出現。

所以氣象局報不準就可以裝死嗎?氣象法是要讓氣象預報變一言堂?報不準當然不能裝死,但就像我前面提到的,「如何定義什麼叫報不準」其實沒有具體的說法,而在天氣多變的情況下,你要氣象局「統計自己的預報失準率」,無疑是要斷死自己的後路,因為不準的原因可能有:某些季節如春季,氣候多變化本來就超難預測、特殊很少發生的極端氣候事件、預報員經驗不足、對於數據解讀太過保守(高估災害事件、低估一般事件)等等。

然而,無可否認的是,現在我們能享有先進的醫療,很大一部分是由於醫療器材的進步。我們不能因為害怕創新產品帶有較多的未知風險,而捨棄追求更好的醫療器材。我們應該要去思考,如何在創新與安全之間找出一個最佳平衡點。

(本文為節錄,完整內文請見 【Pansci.tw泛科學】
從胃氣球來談——創新醫療器材背後有看不見的炸彈?

 

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