列印肝臟、耳朵、手臂及眼睛?3D列印可以改變及挽救生命。
骨頭斷裂
丟掉沉重的石膏繃帶,洗澡時再也不用套上塑膠袋,再也不用”不求人”搔背。Cortex Cast已打算這麼做,該公司使用病患的X-光片及受傷部位的3D掃瞄,建立符合”個人規格”的3D模型。該模型的一邊為開放式,方便患者套入,一旦套緊之後,內建的扣件就會將其固定。目前,該3D模型的列印時間約3小時,老式的石膏繃帶雖然只花10分鐘製備,但硬化卻要72小時,Cortex Cast正募集資金進行量產。
(照片來源:Jake Evill and Cortex Cast Systems)
器官
2014年1月Organovo將其第一個3D列印的肝臟送到第三方實驗室進行實驗及測試,該公司打算推出商業上的肝臟列印,並預計在2014年12月經由服務模式開始獲利。該公司也正在開發3D腎臟組織及乳癌組織。Wake Forest Institute for Regenerative Medicine正在進行類似的工作,10年前該機構以類似的方式設計年輕病患的膀胱,現在更進一步探索3D列印的其他潛在領域,例如,皮膚及肝臟。當客製化、列印器官的技術能力成熟,應可解決器官捐贈冗長等待名單的窘境及誰應先取得珍貴器官的道德議題。
頭骨
如果病患需要更換75%的頭骨,醫生使用Oxford Performance Materials提供的3D列印人工頭骨,該植入物是由高性能聚合物以CAD檔案一層層建造而成,並能夠塑形以符合個人的骨型。
耳朵
“大部分的助聽器都是經由3D列印製造的”,至少1位業界業務主管如此宣稱,此可以節省賣方的時間及金錢,並提供消費者更匹配更好的產品。視聽檢查師掃瞄病患的耳朵,並建立高達150,000個參考點,再將掃瞄檔送至技術人員處建立模型,然後製造商以樹脂印出外殼,並裝入必要的電子零件。研究人員也開始列印耳朵,康乃爾大學的生物工程師及醫師利用3D列印及得自活細胞的可射出膠體,製造可以生長軟骨的柔韌耳朵。英國諮詢機構Fripp Design & Research使用攝影測量法建立可編輯的CAD模型,然後交叉參考電腦斷層(CT)掃瞄及核磁共振(MRI)掃瞄的數據,建造客製化的耳朵或鼻子,如果以後要更換新品,再列印即可。
(照片來源:Fripp Design)
手
當Richard van As在1次木工意外中失掉4根手指後,他決定創造機器手指來取代,在經過多次的失敗後,van As創建Robohand公司,並以別人捐贈的MakerBot 3D印表機及開放源軟體建造機器手。第一隻機器手免費安裝在5歲的Liam(如下圖)身上。在募資平台Indiegogo campaign成功募集至少1萬美金後,該公司已捐贈出200多隻機器手,2014年初,更訓練蘇丹人使用機器手系統,希望幫助該區域內戰所造成的眾多截肢者。
(照片來源:Robohand)
氣管
塌陷的支氣管會阻塞至肺部的氣流,而威脅嬰兒的性命,為了解決此一問題,密西根大學的醫生設計及列印了一款氣管夾板,並以手術植入嬰兒的肺氣道,經過大約36個月之後,嬰兒不斷發育的身體會吸收此聚己內酯材質的夾板。該大學的醫生使用高解析成像及CAD,複製嬰兒氣管及支氣管的電腦斷層掃瞄,並以雷射3D印表機製得精緻的氣管。
(照片來源:University of Michigan/YouTube)
眼睛
劍橋大學的研究人員已成功列印成鼠的活視網膜眼部細胞,此有助於日後治療失明的工作。該研究團隊以噴墨印表機自視網膜系統分離出細胞,此對治療視網膜病變(例如,青光眼及黃斑點退化)跨出了一大步。其他組織也利用3D印表機建造人工眼睛,2013年底Fripp Design 公司表示,其能夠每小時製造150隻眼睛,且費用較傳統手工眼睛為低。
(照片來源:University of Michigan)
關節更換
髖關節更換技術已有很長的一段時間,但無法幫助每一位病患。Mayo Clinic使用3D列印針對關節嚴重受損且無法由傳統手術得到舒緩的病患量身定做新的關節。英國的醫院藉由使用電腦斷層掃瞄圖像的3D列印塑膠模型,節省了數千英鎊的金錢及改善病患的照護。以傳統方式製得的模型,其花費幾乎與手術相當,如果有3D印表機,醫生更喜歡使用模型於關節更換及其他手術。
(照片來源:Tony Fischer/Flickr)
骨盆
英國的矯形外科醫生3D列印了骨盆並將其裝在一位因為罹患軟骨肉瘤(chondrosarcoma,一種罕見的癌症)而需移除一半骨盆的男性患者身上,醫生掃瞄該病患的生物骨盆以決定要移除多少骨頭,然後以3D印表機繪製其替換骨盆,具體作法係用3D印表機以雷射將鈦金屬粉末熔合,再由醫院的技術人員將該金屬模型塗覆能使病患剩餘骨骼細胞成長的礦物,3年之後,該病患仍很健康並可以拐杖行走。
牙齒
牙科專業人士廣泛使用3D列印,舉凡牙刷、齒橋等均在應用之列。牙科3D Systems結合口腔掃瞄、CAD/CAM軟體及3D列印等,建立各種齒列矯正裝置,其通常較為快速且便宜。
腳
目前3D列印對腳的應用不是義肢或植入物,而是一些其他產品,例如Sols以3D列印客製化的鞋墊。消費者使用智慧型手機APP掃瞄其腳部,並上傳至該公司的資料庫,該公司將其轉為消費者腳型的3D模型,並依消費者選擇的顏色,印出客製化的鞋墊。該尼龍鞋墊有抗菌塗層保護以降低異味。該公司表示該產品的價格相當有競爭力。
(照片來源:Sols)
肌肉骨骼病
Nemours公司的小兒科工程研究實驗室(Pediatric Engineering Research Laboratory)設計出許多產品,包括威明頓機械外骨骼(WREX),協助骨骼發育不全、脊椎側彎或腦性麻痺的兒童能夠舉起及移動手臂。為了使WREX適用較小的病患,Nemours公司利用Stratasys印表機3D列印WREX的零件,並和金屬桿及阻力帶一起接到外罩上。新的”神奇手臂”使得23磅的病患Emma(如圖所示)第一次能夠玩積木及拿糖果,當Emma長大時,只要更換較大的版本即可。
(照片來源:Stratasys)
(取材自informationweek.com)
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