為何智齒這麼晚才長出來？——關鍵是「人臉比黑猩猩扁平」

本文由 高柏科技 合作，泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時，曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏，那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓，引來眾多師生抗議。

「從此以後，我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中，帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言：在理論模型中，氨是太空熱控系統的理想介質；但在現實的辦公大樓裡，它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯，但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險，以及必須為後果負責的工程師。

高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ，曾任職於美國 OAO 工程部熱流組，深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球，他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心：當晶片運算速度無止境攀升，那股伴隨而生的熱，究竟該往哪裡去？

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗，彷彿進步毫無邊界。然而，每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化，一旦設備過熱，系統便會降頻保護。在物理現實面前，再動聽的發表會敘事也必須低頭。

回顧個人電腦發展早期，晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後，鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級，其實更像是對空間的極限勒索：晶片功率翻倍，發熱源的面積卻沒變大，機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出，散熱設計的核心只有三要素：功率、熱源面積與空間限制。他舉例，在標準的 1U 機箱中，若發熱面積約為三十乘三十毫米，氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數，而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於，風扇轉速提升的背後，是噪音、電力損耗與空間占用。

因此，「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫，而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱，卻也將新的挑戰帶入機房：漏液風險、流道堵塞、材料相容性，以及維運時的難度。工程的進步，本質上鮮少是徹底消滅問題，更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的，不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人，是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中，沒有空氣能讓風扇製造對流；受光面溫度破百度，陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射，以及熱管與環路型熱管（LHP）來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱，冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力：在他設定的特定條件下，實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能；但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變，移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦（kW）。他強調「每秒」的觀念，因為散熱談的是動態流動速率，而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此，太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度，偏好無馬達幫浦的被動式設計；但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度，往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒：技術是否「先進」，與它是否「適合」當下的場景，始終是兩回事。

好論文，為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」，而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作，還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據，在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時，也曾遇過實驗數據無法複製，或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠，而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝，高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」，每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作，並指派專業人才在過程中持續微調、校正，確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測，但由於儀器預設以「水」校正，換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算，卻發現缺乏重複性，數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面，改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證，才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號，而在於那段不夠優雅的挫折：假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻，企業需要的不只是會算數的人才，而是能洞察研究何時「走鐘」，並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

林唯耕坦言，過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」，進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽，卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計，若無法穩定生產或贏得客戶信任，也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案，誰來負責出貨？

訪談尾聲，主持人國威提出了一個時代難題：假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計，企業該選擇全面擁抱 AI 的速度，還是保留緩慢但穩定的工程驗證，以規避潛在的失效風險？

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是：兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案；但工程師仍須實作原型，進行嚴苛的性能與可靠度測試，最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺，而是基於一項事實：AI 的資料庫裡，通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節，且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代，最稀缺的未必是熟練下指令（Prompt）的人，而是具備這種能力的人：能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來，並且願意為最終的量產品質負起責任。

大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中，雲端是由龐大的機房架構而成，裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張，都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值，就是不讓這筆物理帳單，被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

本文由 AI 協助生成

你有過蛀牙的經驗嗎？或者，你是否曾因為意外、牙周病而失去一顆恆牙？在現行的醫療常識中，人類這副原本「原廠設定」就相當吝嗇的身體，一旦恆牙脫落，遊戲就宣告結束。我們別無選擇，只能花費高昂的代價，接受鑽骨、鎖螺絲的植牙手術，或是配戴異物感極重的假牙。

這讓我們不禁羨慕海洋中的頂級掠食者——鯊魚。鯊魚的口腔宛如一座全自動化的牙齒工廠，舊的牙齒一旦受損脫落，後方新的牙齒便會像傳送帶上的產品一樣，源源不絕地遞補上來。這種「無限續杯」的能力，曾被認為是人類演化上永遠無法跨越的鴻溝。

然而，一項源自日本京都大學與北野醫院的突破性研究，正在改寫這個生物學定論。科學家發現，人類並非「沒有」再生的能力，而是這項能力被一個基因鎖給「封印」了。只要透過一種特殊的抗體藥物，就能解除這個封印，喚醒沈睡在牙齦深處的「第三代牙胚」。這聽起來像是科幻小說，但隨著動物實驗的成功與人體臨床試驗的啟動，我們正站在牙科醫學從「修補時代」邁向「再生時代」的歷史轉折點上。

被演化封印的遺產：為何我們只有兩副牙齒？

在大自然的演化光譜中，動物的換牙機制大相徑庭。像鯊魚、鱷魚這類生物，被稱為「多換牙動物」（Polyphyodont）。牠們擁有功能性的牙板與受到高度保護的幹細胞生態位（Stem Cell Niche），確保了牙齒的無限供應。反觀人類，屬於「雙套牙動物」（Diphyodont），基因程式嚴格設定我們一生只有兩次機會：20 顆乳牙與 32 顆恆牙。

長久以來，科學界認為人類在恆牙長出後，製造牙齒的工廠就徹底關閉了。但最新的組織學證據顯示，事實並非如此絕望。在恆牙的舌側，其實殘留著一種名為「繼承恆牙板殘餘」（Rudimentary Successional Dental Lamina）的組織。這就像是手機出廠時其實內建了隱藏版的高階功能，但在系統層級被鎖住了一樣。人類其實具備生成「第三代牙胚」的硬體潛能。

為什麼演化要鎖住這個功能？科學家推測，這是一種為了生存而做出的取捨。為了維持上下顎骨骼的穩定性，避免骨頭因為過度活躍的生長訊號而失控，導致骨質增生或畸形，人體演化出一套強力的抑制機制，強制將這個開關「關閉」。我們失去再生能力，換來了精確穩定的咬合結構。

現行醫療的極限：再昂貴的植牙也只是「義肢」

既然身體選擇了封印，我們何必強行解開？現代牙科的植牙技術不是已經相當成熟了嗎？

事實上，無論是活動假牙還是被視為黃金標準的鈦合金人工植牙，本質上都屬於「修補」而非「再生」。人工植牙雖然能透過骨整合（Osseointegration）獲得穩固的支撐，但它永遠缺乏一個關鍵構造——牙周膜（Periodontal Ligament）。

牙周膜就像是牙齒穿的「氣墊鞋」，不僅能緩衝咬合時的巨大衝擊力，保護顎骨，更佈滿了敏銳的神經受器，提供我們咀嚼時的口感與本體感覺。失去了牙周膜的植牙，就像是穿著硬底木屐走在柏油路上，「硬碰硬」的震動會直接傳導至骨骼。這也是為何許多植牙患者在咬硬物時，總會感到一種死硬、不自然的異物感。

此外，對於先天性缺牙的兒童而言，植牙更是一個充滿風險的選項。因為植體會像釘子一樣死死固定在骨頭裡，阻礙顎骨隨年齡增長的正常發育，這使得許多病童在成年之前，只能忍受缺牙或配戴活動假牙的身心折磨。因此，尋找一種「非破壞性」、能長出具備天然牙周膜的真牙技術，成為了再生醫學的聖杯。

解開基因煞車：TRG-035 抗體藥物的運作機制

日本京都大學高橋克教授團隊的研究突破，並不在於試圖「創造」生命，而在於「釋放」潛能。不同於過去再生醫學試圖在實驗室培養幹細胞再植入人體的複雜思路（加法），這項新技術採取的是精妙的「減法」策略。

身體裡的煞車與油門

要理解這款代號為 TRG-035 的新藥如何運作，我們可以將牙齒的生長想像成駕駛一輛超級跑車。在我們體內，有一種名為 BMP（骨型態發生蛋白） 的信號分子，它是促進生長的「油門」。當油門被踩下，牙胚細胞就會接收到指令，開始分裂、分化。

然而，為了防止車輛失控（例如長出過多牙齒或骨頭畸形），身體同時配置了一個煞車系統，這就是 USAG-1 蛋白質。研究發現，在恆牙發育完成後，USAG-1 會大量表現，它會緊緊結合住 BMP，死死地踩住煞車，阻斷生長信號。這就是為什麼我們的第三副牙齒始終處於沈睡狀態。

精密的分子剪刀

TRG-035 是一種單株抗體藥物，它的作用就像是一把精密的「分子剪刀」或「阻斷劑」。當藥物進入體內（透過靜脈注射），它會特異性地結合 USAG-1 蛋白。

這等於是強制將那隻踩在煞車上的腳搬開。當 USAG-1 被藥物結合後，它就無法再去抑制 BMP。於是，被壓抑已久的 BMP 生長信號（油門）重新暢通，沈睡在牙板深處的幹細胞接收到訊號，便會重啟發育程式。這種機制的精妙之處在於，它並不需要外源性的幹細胞，而是依賴人體自身的修復力。

從老鼠到雪貂：關鍵的臨床前證據

任何偉大的理論都需要堅實的證據支撐。研究團隊首先在基因改造的缺牙小鼠身上取得了成功，證明移除 USAG-1 的抑制確實能讓停滯的牙胚恢復生長。然而，小鼠與人類的生理構造仍有差異。為了證明這項技術對人類同樣有效，科學家找來了關鍵的動物模型——雪貂（Ferret）。

為什麼是雪貂？因為雪貂在演化上與人類一樣，都是「雙套牙動物」，擁有一樣的換牙模式。如果在雪貂身上有效，轉化到人類成功的機率將大幅提升。

發表於《Science Advances》的研究結果令人振奮：研究人員僅對雪貂進行了單次的藥物靜脈注射，雪貂便在恆牙列之外，成功長出了一顆額外的牙齒。經過顯微 CT 與組織學分析，這顆再生牙絕非畸形的鈣化視窗，它擁有完整的琺瑯質、象牙質，內部更有血管與神經分佈。這證明了只要精準鬆開煞車，雙套牙動物的身體完全有能力按照原本的藍圖，蓋出一顆功能完美的真牙。

迷思、現實與未來：我們離普及還有多遠？

隨著媒體的熱烈報導，許多人誤以為這是一種能讓人像鯊魚一樣無限長牙的「神藥」。然而，作為權威的醫學科普，我們必須釐清科學的邊界與現實。

備用種子理論：不是無限再生

TRG-035 的核心機制是「喚醒」，而非「無中生有」。這就是所謂的「備用種子理論」（Spare Seed Theory）。人體內殘留的第三代牙胚數量是有限的，通常對應每一顆恆牙只有一個潛在的備份。這是一次性的救援機會。一旦這個備用牙胚被藥物喚醒、長成牙齒，若未來這顆再生牙又蛀壞了，由於該位置的牙板幹細胞已經耗盡，就無法再次再生。因此，這與鯊魚擁有永久性幹細胞工廠的無限再生機制有本質上的不同。

臨床試驗的三步走戰略

目前，這項技術正嚴謹地按照藥物開發的流程推進：

• Phase 1 安全性測試（現正進行中）： 2024 年 9 月起，京都大學醫院已開始對 30 名 30-64 歲的健康缺牙男性進行試驗。現階段的首要目標是確認藥物在人體內的代謝安全性，例如是否會影響全身骨骼密度（畢竟 BMP 也控制骨骼生長），而非立即追求長出牙齒。
• Phase 2 搶救黃金窗口（預計 2025-2028）： 下一步將鎖定 2-7 歲患有先天性無齒症（Anodontia）的兒童。這些孩子的牙胚通常只是發育停滯。在發育期的「黃金窗口」介入，藥物的成功率最高，具有「雪中送炭」的重大醫療價值。
• Phase 3 與未來應用（展望 2030）： 團隊的目標是在 2030 年讓藥物上市，初期將作為針對罕見疾病的「孤兒藥」。

成人的挑戰：種子還在嗎？

對於廣大因蛀牙或牙周病缺牙的成年人來說，最大的變數在於「年齡」。隨著年歲增長，我們牙齦深處的牙板殘餘可能會逐漸鈣化、退化甚至消失。如果「種子」已經枯死，施再多的肥料（藥物）也無法發芽。因此，未來的臨床應用可能會搭配影像診斷技術，先確認患者體內是否仍存有活性的牙胚種子，才能進行治療。

結語：終結植牙時代的序章

TRG-035 的出現，標誌著牙科治療思維的巨大典範轉移。我們不再僅僅是依賴金屬與陶瓷來修補破損的身體，而是開始學習如何解開演化的封印，引導身體自我修復。

雖然距離大眾能隨意去診所「打針長牙」的日子還有一段路要走，且這項技術有其適用的生理極限，但對於那些天生就沒有牙齒的孩子，以及無數渴望重獲天然咀嚼感的患者來說，這不再是遙不可及的科幻夢想，而是正在逐步實現的科學現實。2030 年，或許我們將見證人類重新定義「牙齒壽命」的歷史時刻。

參考文獻

• Murashima-Suginami, A., et al. (2021). Anti–USAG-1 therapy for tooth regeneration through enhanced BMP signaling. Science Advances, 7(7).
• Kyoto University. (2021). New drug to regenerate lost teeth. Kyoto University Research News.
• Takahashi, K., et al. (2025). TRG035: Toregem BioPharma Anti-USAG-1 for Tooth Regeneration. Dentinova.
• Toregem BioPharma. (2024). Toregem’s Anti-USAG-1 Antibody “TRG035” designated as an Orphan Medicinal Product.
• Japan Registry of Clinical Trials (jRCT). (2024). Phase I clinical trial of TRG-035.
• Popa, E. M., et al. (2019). Revitalising the rudimentary replacement dentition in the mouse. Development, 146(3).

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《一眠大一吋 — 談兒童睡眠對生長的影響，專科醫師圖文懶人包》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
• 加入照護線上 LINE 官方帳號，健康資訊不漏接

《搖嬰仔歌》曲中「嬰仔嬰嬰睏，一暝大一寸，嬰仔嬰嬰惜，一暝大一尺。」是老祖宗在觀察睡眠充足的孩子總是長得比較好，而永久流傳的一句諺語。

家長一定也不陌生，帶孩子就診生長發育門診，醫師總是再三叮嚀孩子，要長高，要掌握睡眠、運動、與營養均衡。良好的睡眠，不僅要睡得早、睡得飽、更要睡得好! 以下將由林口長庚醫院兒童內分泌科邱巧凡醫師與兒童神經內科暨睡眠專家張明瑜醫師攜手解答爸爸媽媽與小朋友們常見的睡眠問題。

1. 兒童與青少年正確的睡眠時間與長度

充足的睡眠是兒童健康成長不可或缺的基礎。根據美國睡眠醫學學會與美國國家睡眠基金會建議:兒童與青少年應有規律且適齡的就寢時間，並依年齡分別建議1-2歲每天11-14小時、3-5歲10-13小時、6-13歲9-11小時、14-17歲8-10小時的睡眠時數。睡眠起始時間則應配合生理時鐘與學校作息，避免過晚入睡，盡量於晚上21:00~22:00點前入睡為宜。

青春期雖有生理性的晚睡現象，但也不宜過晚入睡，影響生長及健康。多項研究證實，“提早就寢”可顯著延長睡眠時數。“週末晚睡晚起”會加劇睡眠規律性失調，建議維持平日與假日一致的就寢與起床時間。足夠的睡眠有助於生長、注意力、學習、情緒調節及身心健康。

2. 什麼是良好的睡眠品質

良好睡眠品質包括：入睡快、夜間少醒、睡眠分期正常。早上醒來有精神、白天不嗜睡。規律的作息、安靜舒適的睡眠環境、避免睡前3C螢幕使用，都是提升睡眠品質的重要因素。

3. 如何觀察孩子的睡眠狀況

家長可觀察孩子是否容易入睡、夜間是否頻繁醒來、是否打鼾、有無肢體動作頻繁、睡姿變換太多、白天是否精神不濟或情緒不穩。若有明顯異常，建議記錄睡眠日誌，並諮詢專業醫師。

4. 睡眠對生長發育的影響

• 睡眠障礙對生長激素分泌的影響
  • 睡眠與生長激素的分泌密切相關。生長激素主要在深度睡眠(非快速眼動期)，尤其是慢波睡眠期間大量分泌，睡眠障礙會抑制生長激素分泌，導致生長遲緩及體組成異常。臨床研究顯示，睡眠呼吸中止症兒童接受治療後（如腺樣體及扁桃體切除術）可改善生長激素分泌及生長速度。
• 睡眠障礙增加性早熟的風險
  • 另外，睡眠不足或睡眠障礙也與性早熟有關。橫斷面及世代研究指出，睡眠時間不足、晚睡及睡眠品質不佳會增加性早熟風險，尤其在女孩族群更為明顯。

• 睡眠障礙對肥胖的影響
  • 睡眠障礙會透過「食慾賀爾蒙調節失衡、腦部獎賞路徑活化、能量消耗減少、胰島素阻抗及晝夜節律失調」等多重機轉，進而導致肥胖。而肥胖又會進而增加性早熟風險與骨齡超前，最終造成生長板提前閉合、來不及長高而成人身高受限的結局。

5. 兒童睡眠對家庭的影響

兒童睡眠障礙常導致家庭壓力增加，干擾家長及同睡者的睡眠與情緒，甚至影響親子關係。改善孩子睡眠有助於全家健康與生活品質。

6. 常見的兒童睡眠障礙

常見問題包括：行為性失眠（如入睡困難）、阻塞型睡眠呼吸中止症、夜驚、夢遊、睡眠動作異常、猝睡症、睡眠時段後移症候群等。部分障礙如阻塞型睡眠呼吸中止症需專業診斷與治療。

7. 如何改善孩子的睡眠

首選為睡眠衛生教育與行為介入，包括：固定作息，不變的睡前例行活動順序（如洗澡、刷牙、閱讀）、日間要有適量的戶外活動，避免睡前3C螢幕使用、營造安靜、黑暗的睡眠環境。

8. 是否可以自行給孩子補充褪黑激素

褪黑激素主要作用在於調整作息時差問題，美國FDA未核准將其做為兒童失眠的治療。

9. 遇到棘手的兒童睡眠問題時應尋求哪一科協助?

一般的兒科醫師都可以對兒童睡眠問題做出篩檢與診斷，若有更棘手的問題會再轉介至兒童神經內科或兒童睡眠專科。