專訪 2006-02-15

研發三葉片機械心瓣獲美、日、中專利

【記者熊君君專訪�邱湘媛攝影】身為本校風工程研究中心研究團隊成員,也是流體力學的專家,卻一頭栽進人工心臟瓣膜的研究,並獲得美國、日本及中華民國的專利,水資源及環境工程系專任教授盧博堅笑著調侃自己說:「水環系做這種研究工作算是異類啦!」

自中興大學畢業後,盧博堅於1975年至美國懷俄明大學水資源所深造,取得碩士學位後,至休士頓大學就讀,取得土木工程系博士。於留美期間,曾在休士頓醫學中心研究醫學工程,發現流體力學原理可以應用在人體的血液流動上,使他產生了極大的興趣,進而投入人工心臟瓣膜的研究領域。

起初,盧博堅只是對目前傳統的人工心臟瓣膜做流體動力學分析,但當時還未產生自己研發新型人工心瓣的想法。但在休士頓醫學中心的人工心臟研究小組,協助研究人工心臟輔助器時,他發現舊有人工心臟瓣膜無法達到理想境界,引發他日後研發新型人工心瓣的動機。

盧博堅於1987年回到台灣後,即擔任本校水環系的教師,鑽研於風力工程等專業領域,但仍對人工心瓣的研究念念不忘,後來尋得有「台灣第一刀」美譽的心臟權威醫師、亞東醫院院長朱樹勳參與研發新型人工心瓣的研究計畫,在朱樹勳的幫助下,1987年向國科會提出人工心瓣研究計畫案,成功獲得一筆近300萬的經費,「當時國科會要給予私立大學如此大筆經費是相當不易的。」一向語調沉穩的盧博堅語氣略帶激昂的說。

盧博堅於民國87年完成第一代「三葉片機械心瓣」設計,之後陸續取得國內、日本專利。他做的初步研究,主要是延續以前在美國的研究工作,將起初國科會給予的300萬研究獎助經費,用於建立一些較符合國際水準的設備、測試工作,並且進行初步的人工心瓣設計工作。

於民國90年,盧博堅得到學校補助的20萬研究經費,得以做人工心瓣放大模型流場量測,他開心的說:「測試結果不錯,不但在國際會議上發表,論文也在國際期刊上發表。」後來並與機電系教授陳炤彰合作,共同指導機電系學生黃倫洪參與計畫,於民國92年完成第二代「三葉片機械心瓣」改進型設計,並於93年獲得美國、我國專利。

盧博堅表示,人工心臟瓣膜的功用,主要是針對風濕性心臟病,由於現代人飲食不均,容易造成瓣膜堆積脂肪,影響心臟瓣膜的閉合,這是因為心臟瓣膜遭到細菌或病毒侵害,導致心臟瓣膜受到傷害,而有閉鎖不全或沾黏的情形,造成血液逆流,或瓣膜狹窄,於是血液便無法順利通過瓣膜。因此,此類病情需要置換人工心瓣。機械心瓣大約可維持15年,但可能會破壞血球,造成血栓,而他獲得專利的心瓣採石墨基材,外鍍「裂解碳」,不會造成血液排斥,經過改良的機械心瓣,開關更容易操作。他預估其研究的人工心瓣,單價大概二千元美金,相當於台幣6萬多元,較至少240萬元的舊式心臟輔助器低廉許多。

人力、設備、經費的不足,使得盧博堅在研發新型人工心瓣受阻。心血管醫療器材方面的研究過程時間長,花費十分龐大,所以尚需龐大經費或財團承接。由於人工心臟瓣膜這類產品必須裝置在人體內,像這類在美國醫療器材團體分類為class3的心血管醫療器材,因為可能會造成生命危險,所以必須經過非常嚴格的測試。首先要製造出初步模型;其次,要進行嚴謹的體外模擬試驗,也就是先做一個模擬人體循環系統的一些水力模型,將研發之產品放入其中作測試;再者,需要醫療團隊進行動物實驗;最後進行人體實驗,在通過重重關卡後,才能進入市場。

盧博堅始終堅持持續改良人工心瓣至最佳化的研究工作,但後續尚需要找一些較有遠見的大公司承接,他一直在積極尋求廠商合作,曾參加94年10月發明展,後來,參與技術商談會之一的「專業生技醫藥產業國際行銷顧問公司」產生興趣,前來拜訪他,盧博堅也希望將來能獲得有遠見的生技公司青睞。

除了致力於人工心瓣之外,盧博堅也與本校機電系教授楊勝明以及航太系教授李世鳴,參與國家衛生研究院「左心室輔助器計畫」,目標是研發完成適合東方人使用的循環輔助器,目前已初步研究出人工心臟輔助器的型號。

前校長張紘炬曾如此地形容盧博堅:「由於多元進修探索,使他在專業之外,跨領域也卓然有成,能在改善醫學設備領域獲傑出成就,學術研究生涯多彩多姿。像盧教授這樣融熔統合不同學門勤下工夫,跨界研究已是當前新世紀的潮流。在充滿未知的研究路上,要開創新的研究題材或提出新理論,必須兼備知識學習的深度和廣度,因為擁有淵博知識做基礎進行研究時才能站得穩、爬得高,進而培養更為敏銳的直覺,這是從事科研者需具備的寶貴能力。」盧博堅將繼續向跨領域科學挑戰!

NO.632 | 更新時間:2011-07-25 | 點閱:1786 | 下載:

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