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科政中心
 

结合3D打印 透过客制化医材造福医生与病患

中国医药大学暨亚洲大学联合大学(以下简称「中亚联大」)「3D打印医疗研发中心」,是国内第一个完整结合医疗体系、并专攻3D打印创新医材的研究中心,不仅于前(2017)年凭借「开发骨融合术临床应用之植钉模拟及规划系统」勇夺第十四届国家创新奖,更在去(2018)年以「三维细胞球结核可打印神经导管创新医材开发」再荣膺第十五届国家创新奖。

中亚联大3D打印医疗研发中心副主任陈怡文指出,有关去年获奖作品,系将创新医材置入老鼠体内,修复短裂的坐骨神经,尔后历时8周,原本损坏的坐骨神经重新长回,堪称极具突破性的再生神经前瞻研究成果。此外该中心现阶段推动的前瞻研究范畴,还包括了再生血管、再生软件、再生皮肤等等,每项研究皆需经过材料分析、小动物实验、大动物实验、人体实验等历程,经验证无误才能向卫福部食药署申请许可证,正式成为临床使用的医材。

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中亚联大3D打印医疗研发中心副主任陈怡文表示,她手中的「足踝畸形矫正模型」,可望使原本3小时的足踝微创手术,加速于40分钟内执行完毕。

她表示,在中国医药大学暨医疗体系董事长蔡长海的高瞻远瞩下,结合美国格鲁吉亚理工学院制造执行长王绪斌教授的指导,于5年前设立3D打印医疗研发中心。初期多达九成医师没听过3D打印,但原本念工业与制造工程的她,也听不懂医疗的语言,彼此之间存在代沟,幸而蔡董事长安排中国医药大学附设医院外科系副院长方信元担任3D打印医疗研发中心主任,得以召集各科别医师聆听3D打印课程,经由大家脑力激荡,思考如何将此技术运用在临床。

「第一个案例出现于2015年3月,即是中心成立的半年后,」陈怡文说,当时有病患因车祸导致头部创伤,神经外科医师急需重建头骨,遂在3D打印医疗研发中心协助下,打印出符合该病患头型的头盖骨,使手术十分成功。经此一例,包含骨科、牙科等其它科别纷纷寻求与中心合作,让合作案例急遽增加,迄至2018年底累积达900件,预估2019年可望推升到1,600件以上。

其中最常见的案件型态,是来自口腔外科的正颚手术,平均每年超过80件;例如透过正颚手术帮助「戽斗」患者进行矫正,使上下颚正确咬合。3D打印医疗研发中心能够协助的部份,在于依据病患的颚骨构造量身制做刀术导板,形同为正颚手术装设了精准的导航系统,让手术时间平均缩减1/3。

善用3D辅具,足踝手术急缩为40分钟

而在骨科,也有不少例子,特别在于足踝畸形的矫正手术。其中最让陈怡文印象深刻的一例,系骨科医生规划以微创手术型态、在足踝开三个小洞,切下一小段骨头移至其它位置;此类手术,若在过去并无医疗辅助器械下(经由3D打印技术制作、根据个别病患的骨头及神经构造而客制打造),从头到尾进行时间大约3小时,如今在40分钟内便可完成。

事实上尽管手术时间大减,但医师的前置作业量反而增加,因为他得花时间与3D打印医疗研发中心讨论,了解模型移至各个地方、分别产生哪里些现象,做为手术规画的依据。但无论如何,手术时间缩得愈短,意谓病患的血液损失愈少,对术后复原产生莫大助益;以此例而论,病患于隔天顺利出院,在以往是难以实现的。

值得一提的,一开始3D打印医疗研发中心做「硬」的,后来逐渐转向做「软」的。陈怡文举例,该中心曾运用3D打印制造出细胞和生物材料,帮助一只受到严重烧烫伤的老鼠有效复原,使牠的真皮、皮肤完全长回且无疤痕;她补充说,人的脂肪内有许多干细胞,一旦加上生医材料及加速愈合的物质,便可望对于癌症、皮肤或膝盖的细胞治疗产生可观助益,目前卫福部也透过细胞治疗特管办法中,增加开放应用患者自体细胞进行烧烫伤修复的临床应用。

皮肤堪称人体内最简单的组织,展望今后,中亚联大3D打印医疗研发中心还将挑战更艰难的任务,希望有朝一日打印出带有血氧交换功能的肺,甚至是心脏,值得大家期待。

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