(杜丹莉、李仁師) 

在維吉尼亞大學初識李仁師教授夫婦，是他們在家請來自台灣的留學生吃飯。那時他們正值壯年，有三個在成長中的孩子，我們稱他們教授師母，大家忙於事業學業並沒有太多的交集。再見他們已經是近三十年後，他們來到聖地牙哥退休，稱呼也從教授師母變成教授馬姐。

這是何等的緣分，也是等到他們搬來了聖地牙哥，我們變成了朋友，才慢慢了解了一些他們幾十年來的成就和做人做事的點點滴滴。

李教授和他的夫人馬良平女士都是台灣大學畢業，李教授畢業後至加州理工學院航空系深造，拿到博士學位；人稱馬姐的李夫人，也在加州聖地牙哥分校拿到化學系的博士學位，他們良緣天定，是李教授的母親在台灣相中了馬姐，讓李教授去接飛機，日後成了他的賢內助，也是事業上的好幫手。

生物醫學工程（Biomedical engineering，簡稱生醫工程註1），是一門新興的交叉工程學科，與生物學和醫學工程密切相關；其主要特點是運用工程學和應用科學的知識和技術解決生物學和醫學領域的科學問題。常與醫生、治療師以及學術界研究者共同工作，以解決臨床問題。廣義而言，即是將工程技術應用於生物學與醫學上，發展延伸出更新的技術與設備，以造福廣大的人群；生物醫學工程的領域為整合物理、化學、數學、生物醫學科技與臨床應用而形成的一項跨領域工程科學。

多年來，生物醫學工程隨著科學技術的發展而不斷前行。在整個歷史中，人類逐漸能夠有效地診斷和治療疾病，或者一定程度上的恢復、補償及減緩人體的殘疾和傷患。最好的例子之一是助聽器的發展和演變。其他還有機械呼吸機、人造髖關節置換、心電圖、腎臟透析、人造心臟等等。而本期的封面人物李仁師教授可謂是維吉尼亞大學醫工系的開疆闢土之人。他在維大擔任生醫工程系系主任期間，完成了許多突破性的專案。同時，他的夫人馬良平，在李教授的生物力學實驗室工作，隨後開創一間醫療儀器公司。以下是他們的簡述及採訪內容。

生醫工程師 ： 李仁師與馬良平博士（自述）

作為博士研究生

在Yuri A Gagarin完成環繞地球的太空飛行後不久，李仁師乘坐泛美航班前往加州理工學院就讀，目標是成為一名航空工程師。當時，加州理工學院成熟的航空研究領域包括：固體力學、流體力學、生物力學、推進和燃燒。我從馮元楨教授那裡了解到，生物力學是利用力學來更好地理解心血管系統的生理和病理。有了更好的理解，就可以以此為基礎，開發用於診斷和治療心血管疾病的設備。與生命系統打交道的挑戰促使我選擇了生物力學作為我的博士研究方向，師從馮教授，這個選擇成為我生醫工程教授的第一步，也是將這新興的生醫工程打造為工程專業的參與者。

為了進行博士研究，我前往南加州大學醫學中心，跟随生理學教授Wallace Frasher學習生理學並做動物實驗。 1966年6月10日，我從加州理工學院畢業，並於1966年6月11日與馬良平结婚。之後，我前往加州大學聖地牙哥分校新成立的生物工程學科，跟隨馮元楨教授從事博士後研究。在此期間，良平前往加州大學聖地牙哥分校攻讀化學博士學位。我的博士後研究工作得到了聖地牙哥心臟協會為期三年的高級研究獎學金的支持。在此期間，我與馮教授（後來被稱為生物力學之父）及Benjamin Zweifach（後來被稱為「微循環之父」）共事。與馮教授和Zweifach教授的合作，促使「微循環生物力學」（biomechanics of microcirculation）成為我往後的研究領域。

作為生物醫學工程系教授和系主任

1969年，我加入維吉尼亞大學（簡稱維大）新成立的生醫工程系，擔任助理教授。維大是由美國第三任總統Thomas Jefferson創建於1819年，為現代大學建設作典範。維大是維吉尼亞州的旗艦高等學府，被評為美國最好的公立大學之一。該生物醫學工程系有一個獨特的安排，即設在醫學院内，而大部分教職員工隸屬於工程與應用科學學院。當時招聘的教授來自以下學科：電子、計算機、化學和航空工程、醫學和生理學。他們的研究方向都與心血功能工程有關聯。我們認為這些安排將使維吉尼亞大學成為我教育和研究事業發展的最佳選擇。

五年後，我晉升為副教授。當時，美國國家心肺血液研究所頒發了研究事業發展獎，提供為期五年的100%薪酬支持 註2。

1988年，我被任命為系主任。在13年的時間，我為該系招聘了5名新教授。他們從事的專業包括：組織、細胞和分子工程以及醫學成像。他們的研究與心血功能工程密切相關。 

1996年，Whitaker基金會宣布，他們將在未來6年内撥出資金（7.6億美元），作為「領導獎」，獎勵大學建立有領導性的生物醫學工程系。這筆獎金以及來自工程學院和醫學院的配套資金將用於擴大師資隊伍，並為該系建造額外的研究空間。在獲得兩校院長的對等承諾後，我們於1998年向Whitaker基金會提交了題為「心血功能工程卓越成就」的領導獎申請。1998年12月，Whitaker基金會宣布頒發給維大發展獎（300萬美元用於招聘6位教師）與750萬美元，用於在維大醫學院新建一個占地30,000平方英尺的研究空間。同時工學院與醫學院也提供750萬美元的配套建設資金。該系於2000年遷入新址。  

在我擔任系主任席期間，我在維吉尼亞大學組織了以下三次會議：

1. 心肺力學前沿研討會（1988年6月2-4日）

這次研討會是為了紀念我們的前任系主任E. O. Attinger和慶祝維大生物醫學工程系成立20周年而舉辦的。這次研討會的許多演講收錄在《微血管力學》（Microvascular Mechanics ）一書中，由 Springer-Verlag出版。

1. 生物醫學工程學會秋季年會

（1991年10月12-14日）

這次會議有七個主題分會： (1) 生醫教育和技術、(2) 心血功能工程、(3) 心肺工程、(4) 細胞和組織工程、(5) 醫學影像、(6) 神經工程、(7) 矯形和康復工程。

iii. 維吉尼亞醫學技術發展講習班

（1999年1月7-9 日）

該講習班旨在促進維吉尼亞州創新技術中心的使命。 

在此期間（1969-2008年），我積極参與生物醫學工程學會 (Biomedical Engineering Society，BMES) 和美國醫學與生物工程學會 (American Institute of Medical and Biological Engineering，AIMBE) 的事物。 生物醫學工程學會（BMES）成立於1968年，是一個由300名工程師和醫生组成的專業學會，旨在促進工程原理在生物醫學功能研究中的应用，而不是為他人員提供工具。1994年，我當選為生物醫學工程學會主席。為表彰我在微循環生物力學方面的研究，1998年，BMES授予我「BMES傑出演講獎」（Distinguished Lecture Award）。為了將會員範圍擴大到生物醫學行業的工程師，我們於2000年向BMES捐赠了5萬美元，用於設立BMES國際生物醫學工程演講獎。這兩個獎項的獲獎者將在BMES秋季會議上發表主題演講。

在BMES成立之初，其科學會議通常是作為美國實驗生物學學會聯合會或醫學與生物學工程聯盟會議的附屬機構舉辦的。1982年，BMES主席馮元楨教授表示，BMES應單獨舉辦秋季會議。1990年，BMES主席Geert W. Schmidt-Schonbein邀請我在維吉尼亞大學主辦第二屆秋季年會，並希望出席人數遠遠超過第一屆秋季年會，而且會議營運不需要學會支付任何費用。我從Whitaker基金會獲得了15,000美元的資助，成立了一個由35名成員組成的計畫委員會，並讓系裡的工作人員自願負責會議的運作。結果，1991年的秋季會議有350多人参加。這次會議令人難忘的一件事是我們在維吉尼亞大學圓形大廳舉辦的兩次宴會。 當時，學會共有859名正式會員。正如馮教授所說，從那以後，我們的會議開始蓬勃發展。在2023年於華盛頓州西雅圖舉行的BMES秋季會議上，5500名生物醫學工程師参加了有關癌症治療、心臟病、婦女健康、全球健康差異等方面的科學報告。

「AIMBE成立於1991年，旨在團結醫學和生物工程界，共同解決對人民和國家具有重要意義的公共政策問題。AIMBE有四個組成部分：院士學院、學會理事會、學術委員會和行業委員會。學會理事會的19個成員學會代表了約50,000 名工程師、科學家和學者。共有85個生物醫學工程和醫工部門組成學術委員會。AIMBE於每年春季在華盛頓特區舉辦年會，展示醫學和生物工程領域的科技進步，並提供一個討論公共政策及其實施策略的論壇。AIMBE的倡導作用促使《生物材料可用性法案》於1998年成功通過，並及時成立了國家生物醫學成像和生物工程研究所，作為美國國立衛生研究院的第19個研究所，以支持生物醫學技術的開發和加速應用，改善人類健康。AIMBE是一個志願者組織。2003年，為擴大AIMBE的運作和支持，啟動了一項資本運作活動。有了這一新資源，AIMBE將開始迎接持續不斷的挑戰，激活和激發其成員的未用潛力，通過影響醫學和生物工程領域的公共政策，實現AIMBE造福社會和國家的使命。」註3

我當選為AIMBE學會理事會首任主席（1991-1993年），負責讓附屬學會為AIMBE在華盛頓特區設立總部提供一些資金（比如每個學會會員10美元），以管理AIMBE事務和開展宣傳活動。經過兩年的努力，我只能說服少數幾個學會提供捐款。我和馬良平看到了AIMBE設立總部用以開展公共政策宣傳的重要性，於是在2000年向AIMBE捐贈了25萬美元。隨後，AIMBE發起了一項資金募集活動，向其會員和附屬學會的成員募集75萬美元。隨著籌資活動目標的實現，AIMBE從「Wallace Coulter 基金會」獲得了100萬美元的配套資金。

自1971年起，BMES設立了「BMES傑出演講獎」，以表彰對生醫工程研究有貢獻的科學家。為了表彰在生醫行業工作有貢獻的工程師，並讓我們的學生了解這些工程師所做的工作，我們向BMES捐贈了50,000美元，用於設立BMES國際生物醫學工程師演講獎，該獎項將在BMES秋季會議上頒發。Boston Scientific Inc.的John Abele和Medtronic Inc.的Earl Bakken獲得了這一國際獎項。

馬良平1970年畢業於加州大學聖地亞哥分校化學系。在維吉尼亞大學生物化學系做了三年博士後研究，她加入了我的生物力學實驗室，成為一名研究科學家。多年來我們共同向美國國立衛生研究院提交了研究基金申請，從事心血功能和心肺方面的研究。1975年，她獲得了美國國家心肺血液研究所頒發的青年研究員獎。 

作為企業家

美國有近808,000人患有末期腎病，其中69%接受透析治療，31%接受腎移植。許多人每周要接受三次長達4小時的血液透析治療，通過血液透析器從血液循環中提出4升註4的液體、尿素和其他代謝廢物。當血液無法從患者體内吸收足夠的液體來補償透析器排出的液體時，患者就會出現低血容量，導致血壓下降。經常出現低血壓會導致充血性心力衰竭，每年每六名患者中就有一人因此而死亡。美國國立衛生研究院（NIH）將更好的血容量管理確定為需要改進的研究領域，以便降低血液透析導致的死亡率。

我們在微循環生物力學的研究上表明，通過開發新一代血容量監測器（Blood volume monitor，BVM），可以實現更好的血容量管理。因此，馬良平於1998年從生物力學實驗室辭職，成立了一家醫療器械公司，然後向美國國家糖尿病、消化道和腎臟疾病研究所（NIDDK）提交了一份小企業創新研究基金（SBIR-1），申請研究經費10萬美元。研究期限為六個月。在此期間，我們向美國專利商標局（USPTO）提交了BVM的專利，大约兩年後獲得批准。經過一年的努力，我們獲得了足夠的實驗數據，證明公司製造一種能夠在血液透析治療過程中準確評估病人血容量的BVM是可行的。1999年，我們向NIDDK申請了一項SBIR-2基金，用於製造一種可在病人接受血液透析治療時評估其血容量變化的BVM。2000年，我們從NIDDK獲得了100萬美元，用於開展第二階段（製造階段）的工作。維吉尼亞創新技術中心也提供了額外資金。

第二階段的工作似乎前途一片光明。考慮到我們即將退休的朋友都要離開夏洛茨維爾（Charlottesville），而且在這個大學城很難招聘到有經驗的工程師為公司工作，我選擇從維吉尼亞大學提前退休，我們將公司搬到了聖地牙哥，以開展第三階段的工作。對於儀器發展而言，第三階段工作包括三個部分：生產、臨床試驗和商業化。在聖地牙哥，我們利用第二階段的工作成果建立了BVM的電子設備，這是一種超聲波和光學設備。我們請台灣的一家超聲波公司為我們的實驗室測試製造BVM，並為我們估算了製造一個BVM的生產成本。接著，我們制定了一份商業計畫，邀請一家醫療設備公司的前首席執行長為公司進行風險投資分析，評估內容包括將設備進行臨床試驗、將公司擴展到商業化階段，並向製造血液透析器的公司和血液透析診所銷售BVM所需的評估報告。我們估計，完成第三階段的工作至少需要300萬到500萬美元。

我們通過聖地牙哥CONNECT組織做了幾次快速的投資遊說計畫，並與CONNECT推薦的許多風險投資人進行了交談。最終，我們未能為公司找到投資者，最終不情願地關閉了我們的醫療設備公司。

作為一名創業作家

在我們向惠特克基金會（Whitaker Foundation）提交領導獎申請的前後，維吉尼亞大學的官員要求我向校友募集資金，以配合惠特克基金會提供的建設基金。在與校友們的討論中，我意識到該系應該為我們的學生提供BME創業課程。為了準備開設這門課程，我參加了Darden商學院的創業課「風險評估」。2003年春季，醫療器械和製藥公司的首席執行長、政府官員、商業教授和發明家應邀為學生們做了講座。該講座紀錄於2010年由世界科學出版社出版：「生物醫學工程創業」（Biomedical Engineering Entrepreneurship）。 在 「Inside UVA 」中，以 「Biomedical Engineers mean business」為題，「在維吉尼亞大學，一位教授將教導生物醫學工程學系學生商業知識作為他的職責。這只是維吉尼亞大學將在生物醫學工程教育領域走在前沿的眾多方法之一。（At UVA, professor makes it his business to teach business to biomedical engineering students. This is just one of many ways that UVA has put itself in the forefront of biomedical engineering education）」為副標題，報導了這門課程的開設情况。

2006年，我對401名選修本科課程BENG 1「生物工程導論」（加州大學聖地亞哥分校）、BME 202「現實世界中的生物醫學工程」（约翰霍普金斯大學）和BME 101「生物醫學工程導論」（南加州大學）的學生進行了職業生涯調查。 

在調查之前，我做了題為「BME創業的挑戰與機遇 」的講座。在講座中，我引用了《MD&DI》雜誌2006年1月刊上的一篇文章，指出植入式醫療器械行業在過去三十年中呈指數級增長。當大量患者使用醫療設備時，該行業就會有大量收入，並僱傭大量工程師。另一方面，文章指出，患者接受醫療設備所需的時間比消費者接受新電視機所需的時間要長得多。如果醫療器械在患者身上引發幾起嚴重事故，可能意味著該設備公司即將結束。

我在講座中還提到，2005年全球有100萬名患者植入了心臟節律器。Medtronic和Guidant等主要製造商的收入分別達到100億美元和38億美元。Medtronic公司成立於1949年，當時只有兩個人。他們第一個月的收入是8美元。這說明，許多大型醫療設備公司起步時默默無聞，經過多年才取得成功。

講座结束時，我讓學生們針對以下六種職業選擇進行優先排序：

1. 工業
2. 政府部門
3. 專業院校或研究學院
4. 大學或研究實驗室
5. 創業
6. 醫學博士或法學博士

第一個問題要求他們在大學畢業時從六個類別中找出自己的第一和第二選志願。調查結果顯示，45% 的學生會選擇進入專業學校或研究學院。其中許多學生希望到大學任教或作為醫生或律師職業。20%的學生選擇畢業後立即進入該行業工作。只有6.5%的人們認為自己可能會成為一名企業家。

關於畢業10至20年後的職業興趣，也做了類似的二選一答案。到那時，很少有人會考慮就學。首選職業是創業，占32%。第二個職業選擇是醫學博士或法學博士，第三個是工業。

這些有趣的分布，表示出接受調查的學生們早在我演講之前就已經對自己的未來職業生涯上有某種程度的規劃安排。他們了解BME創業所面臨的挑戰和機遇。最重要的是，我相信學生們真的想把他們的生物醫學工程知識轉化成發明，然後商業化，最終造福患者。

《生物醫學工程創業》（Biomedical Engineering Entrepreneurship）一書被世界科學出版社視為暢銷書之一。出版商預測該書將在2019年售鑿，要求我對該書進行更新，我將書名改為《成為生物醫學企業家，生物醫學療業的發展》（Being a Biomedical Entrepreneur, Growth of the Biomedical Industry. ）。 

由於預計將在北京航空航天大學、重慶大學、東南大學、華南大學、成功大學和陽明大學（2019年12月至2020年1月）進行巡回出書和演講，我將此書翻譯並改寫為此書名《生醫創新在中國》（Growth of Biomedical Industry）。這本書的中文版更多地介绍了中國科學家和工程師在生醫領域的創新成果。 

仁師和良平的問與答

請問誰是您生命與專業上的導師？

我父母親李浴日和賴瑤芝是我的生命導師註5，我父親是一位兵學家，他要我讀他寫的《孫子兵法新研究》，讓我學如何做人與做事。我父親收集28本古兵書和七本將領治兵語錄，在1956年的一天，他腦出血突發，不幸早世，經我母親的努力，《中國兵學大系》在1957年發表，她的成功，讓我學習到有朋友與有金錢的重要。

馮元楨教授是我生物力學的啟蒙與專業老師，他寫的論文與生物力學書，教出來的學生，開辨的學術會議，對生醫工程教育的成長，有傑出貢獻。

請與我們分享在生醫工程行業專業上對您有深遠影響（或啟發）的人？

• Earl Bakken and Medtronic Inc.

Medtronic公司的聯合創始人Bakken高中畢業後想從事電力行業。由於像《Frankenstein》這樣的電影（該電影講述一位博學的醫生，通過電的力量，讓一個從不同屍體的各個部位拼凑而成的人，重獲生命的一個令人難忘的故事），讓Bakken對於用電來恢復生命的想法產生了興趣。Bakken從很小的時候起就開始如飢似渴地閱讀《大眾機械》（Popular Mechanics）和《大眾科學》（Popular Science）等雜誌。儘管他在學校接受了很好的教育，但他們認為自己學到的許多重要的東西都是從自習獲得的。

在美國陸軍擔任了三年的無線電指導員之後，Bakken回到明尼阿波利斯，從明尼蘇達大學理工學院獲得了電氣工程學士學位。在此期間及之後，當他在那裡攻讀碩士學位時，他結識了幾位在大學醫院工作的人士，醫院位於理工學院對面，中間穿過華盛頓大道。他隨時被他們請來醫院維修醫療設備與器材。

1954年，明尼蘇達大學醫院的C. Walton Lillehei博士開始為患有先天性心臟病的嬰兒施行手術，此類先天性心臟病使得他們的血液缺氧，導致他們的皮膚，有泛藍或「青紫」色，這就是為什麼人們用「青紫嬰兒」一詞來形容這些病人。這種手術雖然有效，但常常會干擾心臟傳導電脈衝，產生無規律心跳，因而導致「心傳導阻滯」病症。

為了解決這個問題，Lillehei在手術後採用AC供電的外部起搏器來刺激小心臟的跳動。這種起搏器基於真空管技術，體積很大，可以移動, 但仍要連接牆上的插座。1957年10月31日，明尼阿波利斯市發生了一起長達三小時的停電，並因此危及到那些接受了手術、依賴起起搏器的嬰兒的生命。不幸的是，當晚有一名嬰兒死亡。第二天，Lillehei問Bakken Medtronic公司能否想出停電時可行的解決方案。

Bakken回憶說，他曾在《大眾電子》（Popular Electronics）雜誌上看到過一個晶體管電子節拍器的電路，它透過一個揚聲器傳輸咔噠聲，揚聲器的頻率可以根據音樂進行調整。他翻出了該過期雜誌，然後在一個4英寸見方、1.5英寸厚的金屬盒子裡搭建了這個電路，盒子裡面有連接電池的終端，還有把脈衝傳送到心臟的電線。四個星期後，他在車庫裡設計、製造並測試了第一台小型、自給自足、電池供電、晶體管化的外部起搏器，這種起搏器可以貼在患者的胸壁上。當不再需要起搏時，就拔掉電線與電極，以前方法，需要重新打開胸腔。

Bakken把這個裝置帶到了大學的動物實驗室，並在一隻狗身上進行了測試。「當然，它奏效了。」Bakken在完成測試時如是說道。第二天，當Bakken回到醫院做另一個項目時，他發現一個小女孩正佩戴著他前一天剛送來的原型機。Lillehei解釋說，他的實驗室告訴他起搏器是有功能的，他想用現有的最好技術來挽救這個孩子的生命。

醫學界對Lillehei為青紫嬰兒成功施行手術，迴響良好，到1958年底，Medtronic公司收到來自全國各地的60個起搏器訂單。到2003年，Medtronic製造的起搏器或電刺激裝置，高達每7秒就有一起搏器被植入一名患者的體内！

心臟外科醫生William Chardack和工程師Wilson Grea-tatch於1950年末開始研製一種植入式起搏器。這種起搏器由Greatbatch新開發的電池提供電力，這小型電池可以在人體内工作很長一段時間。他們用動物對植入式起搏器作了測試。到1960年早期，植入這Medtronic起搏器到患者體内，恢復病人心臟功能，得到令人鼓舞的結果。

• Robert Langer的研究與31家創業 

組織工程研究和創業潮的迅速發展從麻省理工學院Langer教授取得的研究成果及創立的生醫公司可見一斑，Langer教授是開創組織工程這一新領域的學術研究者。

Langer教授在馬薩諸塞州劍橋市的麻省理工學院 (Massachusetts Institute of Technology, MIT)，有世界上最大的組織工程實驗室，每年的預算超過1000萬美元。在他的實驗室裡，他與學生和合作者創辦了31家公司，獲得了1100項專利，這些專利已被授權给300家製藥、生物科技和醫療器材公司。當創辦自己的第一家公司時，他在2013年《Nature Biotechnology》期刊的一篇文章中寫道：「因為我意識到，這是將科學技術轉化為拯救生命和改善生活的發明創造的途徑。」

在與Langer教授有關聯的公司中，有9家已是上市公司。Moderna Therapeutics成立於2011年，由Stephen Bancel領導。Moderna是一家研發信使mRNA療法的公司。該公司的技術是通過由核苷酸類似物组成的信使核糖核酸（mRNA）來觸發人體的自然過程，以在人體細胞内產生蛋白質。這種方法能夠在體内產生治療用蛋白質，從而治療各種疾病（包括那些依靠現有方法無法有效治療的疾病），在2020年，它利用公司的mRNA技術，為美國製造出COVID mRNA疫苗。

• 張峰與CRISPR技術

CRISPR是指「Clustered Regulatory Interspaced Short Palindromic Repeat，規律間隔成簇短回文重複序列」。來自哈佛 – 麻省理工學院博德研究院（The Broad Institute）的生醫工程師張峰有這技術的專利。CRISPR/Cas9技術被《Science》雜誌譽為「2015年度突破性技術」。基因組編輯，是一套比以前的技術更準確、更靈活改變DNA的方法，被《Nature Methods》雜誌評為「2011年度最佳方法」。

CRISPR技術被應用於以下技術或療品開發：

蘑菇  蘑菇 科學家們用CRISPR抑制導致蘑菇變成褐色的基因。因這編輯不涉及蘑菇之外的DNA，美國農業部不對此進行管制。

蚊子 由於只有雌性蚊子才會叮咬人，一些研究人員重寫蚊子的基因組，以療生更多雄性蚊子，而另一些研究人員則對其DNA進行了編輯，讓這種蚊子對瘧疾具有抵抗力。

人類免疫缺陷病毒 CRISPR技術可從細胞基因组中分離出HIV病毒，從而使細胞，不再受HIV病毒感染。

馬鈴薯  當馬鈴薯在高溫下烹飪時，會療生致癌的丙烯酰胺。科學家通過編輯，刪除掉相關基因，烹飪的馬鈴薯，仍為健康食品。

癌症 在人類首例CRISPR治療中，研究人員試圖編輯免疫細胞，使它們成為更好的抗癌鬥士，並將它們注入患者體內，以對抗癌症。

• 屠呦呦與青蒿素的發現 

2015年10月5日，中國藥物研究所前首席研究員屠呦呦因研究出針對「一些最具傷害性的寄生蟲病 – 瘧疾 – 革命性療法」而獲得諾貝爾生理或醫學獎。

1967年，當時39歲的屠呦呦帶領一組，從中國傳統醫學文獻中尋找治療方法，並向農村的中醫大夫了解治療發熱的秘方。鄉村醫生們認為青蒿可以治療間歇熱  –  瘧疾症狀之一。

1981年，屠呦呦向世界衛生大會會議提交了青蒿素研究結果。但是，該藥物遇到了第2個開發障礙。由於未申請專利保護且難以生產，藥物公司都不願意商業推廣該藥物。瑞士一家公司「諾華」最終打破僵局，購買了由青蒿素甲醚（一種青蒿素衍生物）和苯芴醇（另一種中藥）組合製劑的全新中國專利。最初，諾華將這款藥物命名為「Riamet」，並以高價賣給遊客和軍隊。2011年，諾華將這款藥物命名為複方蒿甲醚（Coartem），並同意以接近成本價的價格出售給WHO。

2006年，加州大學柏克萊分校團隊設計了一種純化學方式將合成青蒿酸轉化為青蒿素的方法，每劑成本約0.25美元，從而排除了最後一個障礙。現在，慈善機構每年購買約1.5億劑，然後免費供應給貧窮國家應用。

2000至2015年間，全球由瘧疾引發死亡的人數從839,000降至438,000，降幅達48%。在20世紀藥物研發歷史上，如此大的死亡率下降是前所未有的。

• 袁隆平和雜交水稻

袁隆平教授因在開發育種高產雜交水稻所必需的遺傳材料和技術方面取得的突破性成就而獲得2004年「世界糧食獎」。他的開拓性研究已幫助中國在三十年內從糧食短缺轉變為糧食安全狀態。

袁隆平教授被公認為是第一個發現如何優勢水稻雜交的專家，這種發現使兩個截然不同的親本的後代比任何一個親本增長更快，產量更高且抗逆性更好。水稻是一種自花授粉植物。由於這種特性，長期以來人們一直認為不可能開發雜交品種。袁隆平教授的工作推翻了這一假設。

到2003年，中國水稻產區的一半種植了雜交水稻。在全球範圍內，隨著袁隆平教授的突破性發現，大米中有20％來自雜交水稻創造的水稻品種。2007年，中國大米總產量為5億噸。他認為，進一步的發展必須依靠生物技術。他的持續研究為世界糧食安全和為世界窮人提供充足的營養提供了更大的希望。

您和夫人一生都非常努力，是有什麼特別原因激勵著你們？

我的動機是做創具挑戰性的、對社會有影響的事情。當我從台灣大學機械工程系畢業時，Gagarin的太空飛行告訴我，我應該成為一名航空工程師，能夠製造出巨大的導彈，將人類送上太空甚至更遠的地方。在與馮元楨教授討論後，我將博士學位的研究方向定為生物力學這一新領域。我將研究的問題和尋求的解決方案集中在心血管疾病的誘發原因和最佳治療方法。我的父親死於腦中風。所有這些問題都促使我從事前面所述的生醫工程研究、教育、創業和行業發展。

您在維大的時候，曾經擁有一間二十五畝地的莊園，可以為我們介紹一下嗎？ 

當我從聖地亞哥（一個乾燥的地區）到夏洛茨維爾面試助理教授職位時，我覺得我回到台灣，因為維吉尼亞州的土地是像綠意盎然的台灣一樣。生醫工程系主任Attinger博士邀請我到他的鄉間別墅共進晚餐。這所房子原來是一座豪宅，坐落在占地300英畝的森林中。宅子旁邊有一個20英尺高的瀑布，前面有一個池塘，還有一片竹林，看起來很像住在大自然中。當時，我感覺，如果我被聘為助理教授，以後又被授予终身教職，那我就買一塊地，建一棟類似的房子。經過良平的多方尋找，我們於1989年在夏洛茨維爾南部一個占地1,300英畝的農場買下了一塊25英畝的地。然後，我們請建築商建造了一棟9,300平方英尺的房子（參照頁15圖）。他在六個月内就完工了。在此期間，我們還找了一個承包商在山谷裡推粘土，建成一個20英尺高的大壩。6個月後，一個5英畝的湖泊形成了。1990年底，我們搬進了這座房子。六個月後，8,000條太陽魚、大口鱸魚和鯰魚苗被放生到湖裡。不久，著手建造了一座類似莫奈（Monet）畫中睡蓮花園的橋，並清理出一塊三英畝的區域，將其建造成岩石造景和花園。2002年我們出售這棟房子後，於2003年搬到了加州蘭喬聖達菲（Rancho Santa Fe）一棟較小的房子。

據我所知，您及夫人不僅在學術界頭角崢嶸，在投資理財上也頗有心得，可否和讀者分享如何兩者兼顧？   

在夏洛茨維爾三十三年，我們有了三個孩子，我也為良平在我的生物力學實驗室安排了一個半職的研究職位。考慮到孩子的學費和我們的養老問題，1973 年，良平决定在夏洛茨維爾（Charlottesville）購買一套複合式樓房。透過槓桿作用，我們擴展了我們在許多複合式樓房的持有量。由於在夏洛茨維爾很難找到地點好又方便的複合式樓房，我們有機會讓夏洛茨維爾最大的建築商在我們通過拍賣獲得的土地上建造複合式樓房。我們成功的來源有兩個面向：一是願意花時間解決租賃和維修相關的問題，二是決心購買地段好的房產。由於這些複合式樓房地段好，我們只需要花很少的時間來管理這些房產。

當我們要搬到聖地亞哥時，出售夏洛茨維爾的複合式樓房使我們得以向AIMBE和BMES捐款、在聖地牙哥購買房屋以及資助我們在聖地牙哥的醫療設備公司的運營。

結語

總的來說，生醫工程是一個充滿活力和多元化的領域，它提供了令人興奮的創新機會，並對醫療保健產生了重大影響。無論是設計醫療設備、開展前沿研究，還是開發新的療法，生物醫學工程師都在增進我們對人體的了解，改善健康，和治療疾病方面發揮著至關重要的作用。

備註：

註1. 這新學科「生物醫學工程」的廣泛定義，寫在〈An Introductory Text to Bioengineering〉，編輯者：錢煦，Peter Chen，馮元楨，World Scientific，2008。

註2. 在研究大學，教授薪資的一部分來自國家衛生研究院和國家科學基金會的研究基金。有研究經費和論文發表是助理教授晉升為副教授的關鍵。

註3. 這一段，是李仁師為《Wiley Encyclopedia of Biomedical Engineering》寫的。

註4. 一個成年人的循環血容量约為5升，有很多液體從組織滲透到循環系統。

註5. 《兵學家和教育家李浴日》，李仁師，We Chinese in America 華人，第272期，14頁，五月，2024年。