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3D织材具潜力 北科大团队研发成焦点

北科大教授芮祥鹏指出,台北智能材料股份有限公司的「新世代智能型3D立体织物复材」具备轻量、透气、强固与平价特色。摄影/科技部产学研链接中心提供

对于不幸遇过骨折或因各种病因需要矫正骨型的人,石膏与矫正铁衣都是痛苦回忆。就石膏而言,不但笨重不方便,骨折一戴就是2个月,到后来包覆内的皮肤容易起痒及坏死。近日瑞典Allard公司推出轻薄高透气的3D编织材料,解决了此一问题。不过现在此一产品不仅售价昂贵,对保护力道的强化及接触皮肤材料的低VOC(有机化物残存)要求,仍有进步空间。2018年十月由台北科技大学团队所组成的「台北智能材料股份有限公司」,经由长期研发推出「新世代智能型3D立体织物复材」,以更轻量、更强固、且更具竞争力的价格,让医疗市场有了另一个更好的选择。

台北智能材料股份有限公司(TSM)是由北科大教授芮祥鹏领导的研究团队所创立,在2018年参选科技部价创计画的200个团队中脱颖而出(通过率仅8%),靠的就是智能型3D立体织物复材技术。

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北科大教授芮祥鹏指出,台北智能材料股份有限公司的「新世代智能型3D立体织物复材」具备轻量、透气、强固与平价特色。摄影/科技部产学研链接中心提供

芮祥鹏指出,3D织材在业界并非新技术,12年前就有德国公司(Karl Mayer)推出3D经编织机,不过当时织机售价十分高昂,一台机器当时要价就要新台币3,000万元,台湾有业者咬牙引进2台,在一阵摸索寻找可能用途后,幸运地替德商开启了鞋面网布的市场,台湾业者也享受了2~3年荣景。可惜近年来此3D织物在中国大陆被大量制造,作为球鞋鞋面面料,其已形成了一红海市场。一直到瑞典的Allard公司在3D织物中加入了热可塑高分子,才在医疗领域另闢了一个蓝海市场。

加入高分子的3D织材,具有轻量、透气、强固等特色,与石膏相比,手腕骨折所需要的石膏重量约为500公克,3D织材则仅有125公克,由于采洞状编织,因此透气性十足,在强固性方面也不逊于石膏,十分适合长期配戴。另外3D织材可在低温(吹风机之温度)下即可塑形,可以完全贴合人体。

TSM公司的新世代智能型3D立体织物复材则进一步强化了上述的材质特色。芮老师表示,目前该公司已有3mm、5mm与7mm产品, 7mm则为胸腔与脊椎固定,取代过去的矫正铁衣,3mm与5mm则用于手腕、手臂固定,不过芮祥鹏也表示,3D织材不会取代石膏,而是两者互补使用。在骨折愈合初期,强度更高的石膏仍是固定支撑首选,但从骨头裂痕已开始愈合的中期阶段,就可改用更轻量且更透气的3D织物,降低病患负荷及加速皮肤及神经愈合。

与现在市面上的3D织材相较,TSM公司的产品强度更高,同时塑型更简单,只要用温度50~60度的吹风机加热1分钟,或家用微波炉加热20秒就可塑型,而且再次加热还可回复原状,使织物可重复使用。在环保方面,相较于对手产品,TSM材质不含氯等对人体有害物质,主要在于开发了1个极低污染的制程。售价方面则更为亲民,以同为7mm的产品为例,市面上现有产品60cmx90cm尺寸的价格约为新台币8,000元,TSM公司则为4,000元以下,在产品质量更佳且价位仅为一半的状况下,已迅速受到市场瞩目,现已获得市场超过1亿元注资。

为了实现量产,TSM公司自行设计了浸润涂布设备,并于龙潭设厂,现在已尝试半量产送样,预计2019年第2季产能可以全面量产,月生产规模可达万片以上。产品应用则以医材为主,负责市场营销推广的北科大分子科学与工程系专任研究员黄圣元指出,此产品已拿到美国FDA第一级认证,符合医疗标准,目前已开始参加各种医疗展览与研讨会积极曝光产品。

在营销通路方面,TSM公司将与医材厂商合作,将产品推广至医疗院所。现已有医院前来索取样品试用,接下来则会找寻适合的经销通路拓展市场。而除现有产品外,北科大团队也正就低温热可塑3D织物的核心技术研发非医疗新用途,未来将循同一管道,让台湾学术机构研发成果的价值最大化。

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