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3D列印你的肝脏 或可避免医疗纠纷

   时间: 2020-06-05   来源: T亮生活 阅读: 523
3D列印你的肝脏 或可避免医疗纠纷

利用 3D 列印技术生出器官移植所需要的组织或器官,一直是再生医学里为人注目的方向,虽然我们在之前的报导就已提到,面对某些结构较複杂的器官,3D 列印还未到真正实用阶段,不过这不代表 3D 列印对治病没什幺用处。事实上,日本神户大学一位医师就拿着一颗来自真实肝脏的 3D 列印「影本」做研究,以便在真正手术前先做好规划。

当成模型也可以

神户大学大学院消化器内科特命讲师杉本真树,今年碰到了稍微「麻烦」一点的手术。病患是位需要肝脏移植的小朋友,捐赠者已经确认是他的父母亲,但问题很快就出现了:大人的肝是没有办法直接塞进小朋友的体内,因为空间不足。

为了完成这个「削足适履」的任务,杉本利用捐赠者的 CT 与 MRI 造影资料,找厂商製作了一颗实物大小的肝脏。这颗肝脏不但形状跟真的一样,透过透明的材质,还可以看到内部血管等组织的位置,真正有用的地方是,杉本可以先从这个「影本」开始研究怎幺切割捐赠者的肝脏以配合病患的需要,他甚至可以在规划完成后,直接在影本上下刀做最后的确认,都不会对真正的捐赠者有什幺影响。

3D列印你的肝脏 或可避免医疗纠纷杉本真树正在利用3D列印器官规划手术内容(Photo Credit: 杉本真树)

由此看来,3D 列印技术虽然还无法真正做出一颗可以用的肝脏,至少在手术準备阶段已经发挥了作用,不只肝脏,其他脏器例如心脏、肾脏等也都可以比照办理,在教学或研究方面也可能产生新的应用。也许将来 3D 列印成本降低后,负责任的医师会拿着病患的肝脏到病房做术前说明,不但可以降低病患的疑虑,还可以增进医病关係,有幽默感的病患说不定还会想请求把这个「影本」带回家留念。


杉本真树在TED发表演说发展中的 3D 列印器官

心、肾这些内脏类的 3D 列印器官目前还没有实际的应用方案,不过下面这些器官的脚步比较快一点,当然原因之一是,它们的构造较为简单:

3D列印你的肝脏 或可避免医疗纠纷
骨骼(Photo Credit: Washington State University)

用陶瓷材料列印骨骼的支架,外包覆一层塑料黏着剂,用摄氏1,250 度高温烘烤两小时,再植入培养过的人类骨骼细胞,一天后即可使用。这种 3D 列印的骨骼有个很大的好处是,透过病患的 MRI 造影资料可以客製化骨骼的形状,骨头断裂处可以完全密合。

3D列印你的肝脏 或可避免医疗纠纷
皮肤(Photo Credit: Wake Forest Institute For Regenerative Medicine)

仪器首先扫瞄皮肤受伤的部位,接着印表机喷头射出凝血酶以及混合胶原细胞与纤维细胞的「墨水」。印表机要先列印纤维母细胞层,接着列印角质细胞层。3D列印皮肤可以免去传统在大腿或臀部移植一片皮肤至患部,结果又造成另一个伤口的问题。未来这种皮肤列印设备还可「行动化」,随时随地皆可使用。

3D列印你的肝脏 或可避免医疗纠纷
血管(Photo Credit: University Of Pennsylvania)

宾夕凡尼亚大学与麻省理工学院利用开放源码 RepRap 3D 印表机加上客製软体试图列印血管。他们先列印了以糖为材质的丝状网路,外层包覆着取自玉米製造成的聚合物。接着他们注入含有组织细胞的凝胶物质到模子中,最后,他们用水沖洗掉糖份,就剩下了一个有中空管道的组织。研究者发现透过这种管道输送营养可以提高周边细胞存活的机会,这是3D列印其他器官的重要基础。

3D列印你的肝脏 或可避免医疗纠纷
耳朵(Photo Credit: Cornell University)

运用 SolidWorks CAD 软体,研究者将扫瞄来的儿童耳朵 3D 资料,设计成一个包含七个部位的模子,接着注入胶原细胞做为支架,以及牛软骨细胞。15 分钟后移除模子,经过三个月的细胞培养,软骨组织已经可以完全替代胶原细胞。对于先天外耳畸形的儿童来说,外耳形状异常会影响其听力的发展,当然也会影响社交,置换外耳软骨重建外形是一举两得的事。

(Opening Photo Credit: 杉本真树)

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