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創新平台/3D列印下顎重建 造福眾生

本文共1024字

經濟日報 李珣瑛

3D列印技術的應用在近幾年遍地開花,從小小的鈕扣、玩具及文創品,到汽車、航空、航太產業的精密零件,甚至還有植入人體的醫材,像是工研院與高雄榮總共同研發的3D列印口顎彌補物,歷經超過五億次的咬合力測試,已經在臨床試驗中植入人體,幫助因口腔癌截除口顎的病友,改善容貌與咀嚼能力,重新展開新人生。

工研院南分院組長劉松河表示,3D列印醫材與3D列印工業零件不同,零件是放進機器裡,醫材則要放進人體,因此3D列印醫材必須考慮生物相容性,不能產生人體排斥,再則還要能夠讓人使用一輩子,避免再次手術。

工研院在經濟部產業技術司的補助下,已經發展並累積多年3D列印醫材智慧製造技術與經驗,2019年工研院接到高雄榮民總醫院口腔顎面外科主治醫師陳竣峰的來電,討論想要研發3D列印技術製作可植入人體的下顎模型。

這通電話討論其來有自,根據統計,台灣每年約有一萬人罹患口腔癌,超過六成病友需要進行口顎重建手術,術後造成的臉部歪斜、進食功能減損及口齒障礙,往往讓病友們失去生活品質與尊嚴,飽受身心靈煎熬。

劉松河表示,面對這項會影響一個人後半生生活樣態的共同研發,團隊覺得意義非凡,也感到前所未有的挑戰與使命感,因為這是個「難以想像的夢想」,在當時根本沒有任何直接可行性的相關佐證依據。

接下挑戰後,劉松河與研發團隊決定以較不易產生人體排斥性的鈦合金作為3D列印的材料,並開始進行口顎設計,模擬在口腔重建困難度最大的情境下,進行口顎彌補物咀嚼能力的測試,以10至20公斤的力道咬合500萬次,相當於人一生中的平均咬合次數。

測試過程必須能持續24小時不間斷、長達十天,失敗就再重來,歷經一年,折損了上百個測試模型,咬合的測試次數已經超過了五億次後,終於驗證成功。

實驗室裡的測試驗證成功只是開始,在獲准進行人體試驗前,還得經歷無數次的設計調校,對劉松河與團隊來說,根本是一場意志力的考驗。

「以前從來沒有想過,可以吃東西,原來是這麼幸福又不容易的一件事。」劉松河說,與高榮合作的試驗對象有九人,其中的口腔癌病友小蓁(化名)在大學時進行重建手術後面部歪斜,也失去了咬合能力,十年來都只能攝入流質食物,令人備感心疼,所幸3D列印口顎彌補物的植入手術相當順利,得知小蓁手術後對著鏡子展開久違的笑容,團隊利他初心的感動難以形容,更是對團隊最大的鼓舞。

劉松河目前持續與高榮合作優化植入物設計與手術流程,提升術後復原與人體適應性,爭取未來能進一步擴大人體使用,加速此醫材產品化落地應用,造福更多人。

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