解析▪新創技術
清大新創團隊新一代超音波醫材 清除人體隱形炸彈
2022-07-19

靜脈血栓栓塞為血塊在血管內形成並堵塞血管的疾病,其中肺栓塞(pulmonary embolism, PE)會導致心肺衰竭,深層靜脈栓塞(deep vein thrombosis, DVT)也可能誘發肺栓塞的發生。然而,目前血栓的治療多仰賴藥物以及手術取出,除藥物的副作用,手術不慎也可能造成二度栓塞。清華大學葉秩光教授團隊的衍生新創-聲捷公司,透過超音波漩渦技術,提供兼具高效率與高安全性的血栓溶解治療方式,替血栓治療帶來新的曙光...

一般人對照音波的印象就是健檢的腹部超音波檢查,或者是孕婦產檢,查看胎兒的生長情形與聽胎兒的心音。其實超音波在醫學的應用不僅於影像或聲音偵測,還可應用於更多的進階疾病治療,例如血管或身體病灶的精準藥物傳輸,或運用微型化超音波裝置清除體內血栓。新創醫材公司聲捷醫學科技就致力於以專利超音波龍捲風技術,開發清除體內血栓的醫療器材,目前鎖定肺栓塞(pulmonary embolism, PE)與下肢深層靜脈栓塞(deep vein thrombosis, DVT)作為第一代產品之治療目標。

※超音波龍捲風技術提供兼具高效率與高安全性的血栓溶解治療方式。(照片來源:葉秩光教授團隊)

當人體血管受傷或老化,紅血球、血小板、與纖維蛋白會結合成血塊進行修補。不過,若血塊在血管內大量累積,或血塊脫落,導致下游血管阻塞,便會造成血栓栓塞的疾病。若發生在下肢,將造成下肢深層靜脈栓塞;若發生在肺部,將造成肺栓塞;若不幸發生在腦部,則造成腦中風。無論是哪一種,若無法及時治療,都是高致命性或致殘性疾病。

血栓為人體隱形炸彈

舉例來說,肺栓塞很可能造成心肺衰竭,死亡率高達65%,而下肢深層靜脈栓塞,若無法有效治療,除引發病患疼痛與嚴重影響生活品質以外,也可能導致肺栓塞。至於腦中風,致死與致殘率都相當高。

目前治療血栓,若是慢性期,多半投以抗凝血藥物減緩或預防血塊繼續形成,若為急性期,則以溶栓藥物(例如rt-PA或其他溶栓藥物)溶解血栓,或者以微型器械/導管取出,或是併用溶栓藥物與微型器械/導管進行整合式治療。

不過,上述治療方式,或緩不濟急,或有使用條件的限制,均造成安全性顧慮。例如rt-PA,使用太久可能會造成患者腦出血或身體組織出血的風險;而目前使用微型器械/導管取出血栓的過程,也可能傷害血管,造成日後體內形成更多血栓的隱憂。

因此,國外有公司運用超音波的振盪特性,研發以超音波搭配微型導管溶解血栓,治療肺栓塞與下肢深層靜脈栓塞。除在歐美外,也已導入台灣部分醫院使用。其原理為以超音波推送溶解血栓藥物,加速血栓排除,一方面藉此減少近7成(68%)溶栓藥物使用,另一方面亦縮短溶栓藥物的使用時間。

可望解決國外超音波除栓醫材缺點

儘管上述技術已造成一定程度之除栓效果,較過去療法亦提升安全性,不過,其仍有一些限制待克服。舉例來說,根據臨床醫師使用經驗,其在實際臨床應用中,肺栓塞病人需要1-2天左右的溶栓時間,下肢深層靜脈栓塞的病人則需時更久,約需一個星期左右,才有較好的臨床療效。這對病患而言,仍增加不少風險,有極大的改善空間。

因此,清大新創團隊成立的聲捷醫學科技即尋思將超音波龍捲風技術,導入血栓的治療。團隊估計,以此技術,未來可以將溶解肺栓塞血栓的時間縮短到數小時內完成,而下肢深層靜脈栓塞,則預期在1-3天內完成。改善目前療法效率不佳的缺失。

超音波龍捲風破壞溶解血栓

聲捷醫學科技共同創辦人兼CEO賴俊延博士解釋,所謂超音波龍捲風,是超音波的正向推力與剪切力之交互作用,讓血管內產生不同方向的渦流擾動,使本來就有許多縫隙的血塊,變得如同棉花般更蓬鬆,讓接觸血栓溶解劑的面積增加。此外,憑藉超音波的推力,血栓溶解劑更容易深入組織,達到更快速瓦解血栓的治療效果。透過這個技術,可以加速溶栓效率,同時超音波龍捲風亦被驗證不會造成血管內壁的傷害。這個專利技術也獲得了國家新創獎與未來科技獎的肯定。

※葉教授團隊的專利超音波龍捲風技術同時獲得國家新創獎的肯定。(照片來源:葉秩光教授團隊)

賴博士表示,公司的超音波龍捲風技術,源自於超音波聲鉗技術(acoustic tweezers),是一種利用超音波對粒子進行操控之非接觸性技術,常用於在血管內遞送藥物。此外,超音波本身具備之影像與訊號回饋功能,未來具有發展成更進階醫療用途的潛力。

以肺栓塞與下肢深層靜脈栓塞為試金石

基於新創公司需要快速取得法規認證與市場驗證的考量,聲捷醫學科技在策略上,選擇先以已有對比競爭產品之肺栓塞與下肢深層靜脈栓塞兩個適應症為開發對象,作為進入市場的第一步。日後再逐步擴充到腦中風等市場較為複雜與高風險的適應症應用。

賴博士說明,肺栓塞與下肢深層靜脈栓塞兩個適應症,於流行病學中,其盛行率高,且很多風險因子都會導致上述兩種問題發生。舉例來說,搭飛機長時間不起身走動,就有可能引發下肢栓塞,而年齡老化、生活習慣、手術創傷、或某些癌症藥物影響,將使得栓塞問題更為嚴重。同時,目前標準療法仍有諸多限制,在醫學上仍為未被滿足的需求,需要更有效與更安全的新一代療法。因此,肺栓塞與下肢深層靜脈栓塞兩個適應症,是非常好的切入點。

根據市場調研機構GlobalData估計,2020年北美治療血栓的醫療器材市場規模約5.5億美元,到2030年預估為12億美元,顯示這是一個快速成長的市場。

站穩腳步後,將開發其他進階應用

聲捷醫學科技是取得科技部育苗計畫經費補助後所成立的公司。團隊的專利技術包含已獲證的美國專利與歐洲專利,同時另有其他專利家族進行進階應用的佈局。在體外實驗驗證上,團隊技術已證明具更高效率與更安全的除栓效果。在完成原型機後,將開展動物實驗,驗證效果,並展開募資。未來也將與其他夥伴進行策略合作,開發更多適應症療法,造福病患。

※系列報導:

※本文由生策中心新創幫編輯群採訪撰寫(口述:葉秩光教授團隊 執筆:郭晏銓)。如有引用,請確實註明出處來源。

 

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