利用 3D 列印技術生出器官移植所需要的組織或器官,一直是再生醫學裡為人注目的方向,雖然我們在之前的報導就已提到,面對某些結構較複雜的器官,3D 列印還未到真正實用階段,不過這不代表 3D 列印對治病沒什麼用處。事實上,日本神戶大學一位醫師就拿著一顆來自真實肝臟的 3D 列印「影本」做研究,以便在真正手術前先做好規劃。
由此看來,3D 列印技術雖然還無法真正做出一顆可以用的肝臟,至少在手術準備階段已經發揮了作用,不只肝臟,其他臟器例如心臟、腎臟等也都可以比照辦理,在教學或研究方面也可能產生新的應用。也許將來 3D 列印成本降低後,負責任的醫師會拿著病患的肝臟到病房做術前說明,不但可以降低病患的疑慮,還可以增進醫病關係,有幽默感的病患說不定還會想請求把這個「影本」帶回家留念。
發展中的 3D 列印器官
心、腎這些內臟類的 3D 列印器官目前還沒有實際的應用方案,不過下面這些器官的腳步比較快一點,當然原因之一是,它們的構造較為簡單:
3D print bone
用陶瓷材料列印骨骼的支架,外包覆一層塑料黏著劑,用攝氏1,250 度高溫烘烤兩小時,再植入培養過的人類骨骼細胞,一天後即可使用。這種 3D 列印的骨骼有個很大的好處是,透過病患的 MRI 造影資料可以客製化骨骼的形狀,骨頭斷裂處可以完全密合。
賓夕凡尼亞大學與麻省理工學院利用開放源碼 RepRap 3D 印表機加上客製軟體試圖列印血管。他們先列印了以糖為材質的絲狀網路,外層包覆著取自玉米製造成的聚合物。接著他們注入含有組織細胞的凝膠物質到模子中,最後,他們用水沖洗掉糖份,就剩下了一個有中空管道的組織。研究者發現透過這種管道輸送營養可以提高周邊細胞存活的機會,這是3D列印其他器官的重要基礎。
3D print ear
運用 SolidWorks CAD 軟體,研究者將掃瞄來的兒童耳朵 3D 資料,設計成一個包含七個部位的模子,接著注入膠原細胞做為支架,以及牛軟骨細胞。15 分鐘後移除模子,經過三個月的細胞培養,軟骨組織已經可以完全替代膠原細胞。對於先天外耳畸形的兒童來說,外耳形狀異常會影響其聽力的發展,當然也會影響社交,置換外耳軟骨重建外形是一舉兩得的事。
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這真的是一件非常棒的技術,當實習醫生或是young V 沒有足夠經驗的就要幫病人開刀的時候,有了這個3D技術,就可以先模擬一次,提高手術成功率,降低失敗的機率。