電影《不可能的任務(wù)─失控國度》里,湯姆克魯斯有一臺3D變臉機器,要假扮成他人,都會利用3D打印出他人的面孔,現(xiàn)在這樣的技術(shù)運用在醫(yī)療上,提供“定制化”醫(yī)療,把不可能變可能。?
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3D打印技術(shù)改變了陳同學(xué)的一生。今年19歲的陳同學(xué)因左下肢先天性復(fù)雜畸型,無法跟正常人一樣走路;去年,大陸醫(yī)療團隊透過3D打印技術(shù),專門設(shè)計一套手術(shù)方法進行矯正手術(shù),歷經(jīng)3次手術(shù),終于可以跟正常人一樣走路。
3D打印權(quán)威、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院終身教授戴克戎日前來臺分享3D打印在醫(yī)療上的應(yīng)用。他說,如果沒有3D打印技術(shù),陳同學(xué)這一生可能無法走路,最后只有截肢的命運。
這幾年,3D打印技術(shù)愈來愈成熟,成為許多難以醫(yī)治疾病患者的救命恩人。
看著杰克在藍球場下跳躍、奔馳,很難想像他曾被醫(yī)師宣判活不過5歲。今年20歲的他,剛出生不久就發(fā)現(xiàn)膀胱有嚴重缺陷,醫(yī)師告訴他父母,3歲時必須動手術(shù),不然只能活到5~6歲。3歲時,醫(yī)師告訴杰克父母可用3D打印技術(shù),但不保證可以成功。
杰克手術(shù)相當(dāng)成功,他的救命恩人不只是醫(yī)師的巧手,還有一臺3D打印機。工研院雷射與基層制造科技中心主任曹芳海表示,這幾年,3D打印在醫(yī)療上,有很大的突破,美國食藥管理局繼去年通過3D打印的人造植入脊椎后,又核淮3D打印藥品,開啟未來3D打印的無限商機,也勢必為醫(yī)療技術(shù)帶來大幅躍進。
據(jù)外電報導(dǎo),美國去年8月核淮的首項3D打印制造的口服藥,是用來治療癲癇的口服藥Spritam,目前己經(jīng)可以正式量產(chǎn)。研發(fā)該藥的廠商Aprecia表示,該藥品運用3D打印層層疊起的特殊結(jié)構(gòu),使其較傳統(tǒng)藥丸更易分解被人體吸收,也較傳統(tǒng)制程下的藥丸還小,更易吞服。
醫(yī)師表示,這對癲癇患者來說是一大福音,因為治療癲癇用藥通常都很大顆且不易吞服。3D打印藥品一改過去病患需要咽下大顆難吞藥丸的麻煩,也能使醫(yī)生更精準(zhǔn)且更自由的依病患所需劑量開藥。
應(yīng)用于術(shù)前仿真減少誤差
事實上,3D打印近日在醫(yī)療發(fā)展上陸續(xù)有所突破,美國Goldstein團隊已研發(fā)出運用3D打印修復(fù)氣管傷口的技術(shù),大幅減低過去氣管手術(shù)的風(fēng)險與失敗率。曹芳海表示,3D打印實際應(yīng)用在醫(yī)療,分為兩大部分,一是針對目前醫(yī)療無法醫(yī)治的疾病,另一個則是作為術(shù)前仿真減少誤差。
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曹芳海進一步指出,現(xiàn)在有愈來愈多醫(yī)師,面對束手無策的疾病,經(jīng)由3D打印技術(shù)讓病患延長生命,如膀胱、心臟、氣管等臟器。但用3D打印“印”出來的臟器,可以在人體里維持多久?目前還是個未知數(shù)。至目前為止,3D打印“印”出來的臟器,只能用于緊急“救命”之用。
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在臺灣,3D打印被廣泛用于制造個人化的模型及手導(dǎo)板,讓醫(yī)師可以更精準(zhǔn)地進行手術(shù)。曹芳海說,3D打印醫(yī)療最早應(yīng)用于牙科,透過3D掃描建模做出植牙的手術(shù)導(dǎo)板,讓植牙的位置可被準(zhǔn)確定位;這幾年民眾所熟知的隱形牙套,也是以這套技術(shù)來制造。
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目前國外已大量引進到整形外科與骨科,透過3D打印術(shù)前仿真、打造能準(zhǔn)確執(zhí)行手術(shù)的導(dǎo)板,甚至印出量身打造的人工骨,讓患者成功變臉。不過國內(nèi)還沒有正式法規(guī),來規(guī)范這些經(jīng)由3D打印出來的醫(yī)材在人體使用,醫(yī)師必須把3D打印出的醫(yī)材,再用法規(guī)上已準(zhǔn)用的材料翻模,才能成為合法的植入物。
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實現(xiàn)定制化醫(yī)療服務(wù)
目前國內(nèi)只能利用3D打印術(shù)前仿真、打造能準(zhǔn)確執(zhí)行手術(shù)的導(dǎo)板,醫(yī)師可以精準(zhǔn)執(zhí)行手術(shù)。日前北醫(yī)運用3D打印技術(shù)做出病患下顎骨模型,仿真手術(shù)過程,完成口腔癌患者切除與重建手術(shù),大幅縮短2小時手術(shù)時間。
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北醫(yī)附醫(yī)口腔顎面外科主治醫(yī)師吳家佑表示,現(xiàn)在很多癌癥如腦癌、口腔癌、乳癌都已陸續(xù)運用3D打印技術(shù)手術(shù)或重建,讓平面抽象的影像變成立體模型,讓手術(shù)的精確性提高。
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他強調(diào),過去光用影像判斷病人的狀況,和實際手術(shù)打開病人口腔后會有落差,3D影像如同人體導(dǎo)航器,可以看到患者顱顏骨內(nèi)的立體剖面,打印出患者所缺損的骨頭大小,分毫不差,提供“定制化”的醫(yī)療服務(wù)。
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3D打印技術(shù)也被視為外科手術(shù)的利器,曹芳海強調(diào),對于病情復(fù)雜或需要矯正骨頭的手術(shù),在非緊急的情況下,3D打印定制化的術(shù)前規(guī)畫,可使大傷口手術(shù)變成微創(chuàng)手術(shù),節(jié)省手術(shù)時間,進而增進手術(shù)成功率。
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吳家佑指出,有3D打印技術(shù)輔助,能先做出擬真患部的立體模型,讓醫(yī)師進行手術(shù)預(yù)演,根據(jù)仿真結(jié)果做出手術(shù)的切除導(dǎo)板,動刀時就能依據(jù)導(dǎo)板精準(zhǔn)定位,切除必要的部分達到最好效果。
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為等待移植手術(shù)的病患帶來希望
雖然目前國內(nèi)并未核淮3D打印技術(shù)“印”出來的醫(yī)材,可以應(yīng)用在患者身上,但曹芳海相信,未來3D打印將在醫(yī)療上扮演相當(dāng)重要的角色。目前3D打印制造骨頭、血管、皮膚、眼球、牙齒甚至腎臟皆在臨床實驗階段,預(yù)計將能為亟需器官移植的患者帶來希望。
美國威克林大學(xué)(Wake Forest)再生醫(yī)學(xué)研究中心主任阿塔拉(Anthony Atala)2011年在一場TED演講,現(xiàn)場秀出3D打印的“腎臟”,表示器官移植,手術(shù)本身不難,“唯一要克服的技術(shù)障礙,就是確保人工組織正常運作”。
他說,未來從處理細胞、制作架構(gòu)、組織,都有專門企業(yè)負責(zé)。醫(yī)生只要把電腦斷層結(jié)果、組織樣本寄過去,一周后就會收到印好的器官,隨時可以幫病患移植。阿塔拉相信,未來3D生物打印產(chǎn)業(yè)會像電腦業(yè)一樣成熟分工。
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過去,器官移植總是漫長的等待。有了3D打印技術(shù)后,以后只要電腦斷層掃描掃過病人身體,就可以用3D打印制造,精準(zhǔn)復(fù)制適合的尺寸,交給定制化打印生產(chǎn),在3D打印機的噴射堆疊下,一個月內(nèi)即可交貨。