等待器官移植的病患有福了!3D生物列印發達,未來可能「列印」出全新器官嗎?

2016-12-28 16:09

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器官壞了怎麼辦?等著別人的捐贈還是動物器官的移植?台灣每年器捐人數不到兩百人,卻有近萬人等待適合自己的器官出現。如此絕望的供需失衡比例,在今日科技發達的應用之下,替患者帶來了一絲曙光。如今,藉由3D列印技術,可用自己的細胞列印出自己的心臟、腎臟,苦苦等待器官捐贈的患者,難道可以拜新科技所賜,再也不用面對等不到器官的窘境了嗎 ?

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當3D列印遇上醫療

在檢視新興的3D列印技術是否真的能夠解決器官短缺的文提前,先讓我們來一窺3D技術的應用層面!

3D列印(3D Printing)是一個在電腦控制下疊層原材料,印製成三維物體的過程。這樣的技術用在生物醫療領域,主要可以統整為四大部分:

一、模擬(Simulation)

過去許多需要手術的病患,細部病徵都得在醫生手術當下時,親眼所見後才能隨機應變、見招拆招。而在利用3D列印技術後,病患可以先做電腦斷層掃描(CT Scan)及磁振造影(MRI)影像、機器建模後,3D列出器官或內部組織模型,讓醫生在手術前即可更全面、精準的評估,以增加效率。

二、金屬植入物(Metal Implants)

骨外科重建等手術常需要用到金屬植入物,傳統作法只能靠電腦模擬、加工開模製成,與人體匹配度低。現在利用3D列印技術,經由病人掃描CT及MRI影像後,即可客製化印出符合生物相容性之金屬植入物,常見材料為Ti及Co-60,但須考慮人體排斥問題。

三、暫時性支撐材料(Temperate Material)

這種列印材料需能被人體吸收代謝,例如生物相容性PCL、蠶絲蛋白,用於泌尿道重建、下顎修補、心血管支架等,由於這項技術需通過藥物法規,進行三期臨床試驗,目前仍處於研究階段,遵循醫療研究法規進行實驗,在歐美、日本皆有成功案例。

四、生物列印(Bio-Printing)

若將暫時性支撐材料上面放上細胞,加上生長因子誘發細胞生長,就是近期如火如荼發展的「生物列印」,科學家希望利用幹細胞及自體細胞印出器官,取代器官移植,但目前技術只能印出有作用的局部組織,完整器官的列印仍是漫漫道路。

看似如此神奇的生物列印技術,到底在哪裡成功執行了呢?讓我們來看看各地成功應用的案例。

3D生物列印在世界各國趨勢

在電影「絕地再生」中的複製人,可以隨時提供主人所需的複製器官,在車禍、生病後無需等待器官捐贈,能使用沒有排斥反應、完全和自體細胞匹配的組織;而這樣的科技在今天看到了它的影子,那即是生物列印。但到底還需過多久,才能實現如引言中所提到,解決成千上萬患者等不到適合器官已移植入自己體內的問題呢?讓我們從各國的發展,來一窺此技術目前的應用成熟程度。

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