印出實物的 3D Printer!

2019-04-17 21:22:38
作者陸哲駒

在談3D列印之前，先請各位讀者看一下這段影片

這段影片是外科醫生安東尼阿塔拉（Anthony Atala）2011年於Ted中的演講。當他捧著一顆當場「列印」好的腎臟，告訴觀眾3D列印是未來再生醫學新趨勢，我想只要是看過這場演說的人一定有很深的印像，會馬上認同他的說法。

什麼是3D列印？3D列印（3D printing）是快速成形技術的一種。這種技術以數位模型檔案為基礎，將材料利用逐層堆疊累積的方式來構造物體。3D列印其實並非新技術，在1980年代這個技術的雛型就已經開發出來，然而早期的技術如熱溶解積壓成形(Fused Deposition Modeling，FDM)、選擇性雷射燒結（selective laser sintering，SLS）、立體平版印刷（stereolithography，SLA）等技術的製造機器都很龐大。1995年美國麻省理工學院(MIT)的Jim Bredt和Tim Anderson修改了一台舊的HP噴墨印表機，將約束溶劑擠壓到粉末床使粉末固化，取代原本把墨水噴到紙張的概念，並且獲得了專利。有關這個技術的一些基本的知識，可以在wikipedia中找到。http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing

雖然以3D列印技術再製人體器官是一個不錯的夢想，但目前仍有三大難題必需克服。第一是使用的基材必須有很高的生物相容性，能夠植入人體長時間穩定無害；第二是生長在基材上的細胞必須穩定與健康，比如自何處取得可以穩定存活的肝細胞、神經細胞和胰臟細胞附著於基材上；如果是使用幹細胞，則幹細胞是否能如我們所期待地分化成某些特別的細胞。第三是必須能再製器官中的複雜血管結構，能將血液供給這些器官或組織，讓它們再生後得以存活。這些因素目前都有一些突破，但離產生實際能植入的器官仍有一些距離。

當然3D列印技術可用在醫學上的不只於再製人體器官，美國的FDA目前已允許部份3D列印的植體應用在整型外科、骨科、牙科。比如。2012年LayerWise公司以鈦金屬粉3D列印製造下頷骨植體；美國Oxford Performance Materials（OPM）公司使用聚醚酮酮(Polyetherketoneketone, PEKK)為主的3D人工骨骼列印服務，目前已通過美國FDA的審核成為合格的人體植體，可以取代75%的顱骨。體外的應用也被提出來。比如Blizzident公司，使用3D列印做出符合使用者齒列的橡膠牙套，只要套上牙齒做出咀嚼動作，牙套中的刷毛就可協助使用者完成口腔清潔。也有人提出了客製化支架，用以取代石膏為骨折患者進行固定。