(▲圖/達志影像/路透社)
3D列印技術,醫療應用備受矚目,根據癌症患者的斷層掃描數據,3D列印機就能忠實印製出,患者的器官模型,連腫瘤長在什麼位置,都能清楚呈現,幫助醫師動手術時,掌握腫瘤位置,成功切除病灶。由於人體器官模型,已經能精準印製,科學家認為,如果直接把活體細胞,當成印製原料,或許就能直接製作可直接移植的器官,目前日本已經成功研究出,培養皮膚細胞印製血管,預計五年後,投入臨床實驗。
普通的家電賣場,都能買到的3D列印機,在醫療應用上,現在備受矚目。
NHK主播鈴木奈穗子:「這個肝臟的模型,是以癌症病患實際的肝臟數據,看到了有個白色的硬塊。」
NHK主播阿部涉:「這個模型的,看到了有個白色的硬塊,這個是必須要切除的肝腫瘤:,腫瘤在肝臟的哪個位置,一眼就能辨別。」
利用3D列印技術,忠實呈現患者的肝臟模型,去年名古屋大學醫院,進行的這台肝癌手術,就讓模型上了手術台。
執刀醫師:「這裡有肝靜脈與門靜脈,只能切這裡,抓到腫瘤的前端了嗎,抓到了。」
這個在實際手術中,使用的模型,是根據開刀前三個星期,400張患者的斷層掃描數據,製作出來的,由於這名患者的腫瘤,長在靠近背部的地方,還被多條血管包圍,為了避免手術中,不小心切到旁邊血管,醫師在手術中拿著模型,不斷確認血管與腫瘤的相對位置,成功切除病灶。
執刀醫師:「切除了。」
名古屋大學醫學院伊神剛:「因為可以看到本來看不見的東西,不但能沉著地進行手術,還能正確切除。」
另一個腎臟癌的案例,一樣在動刀前,印製好的患者腎臟模型,患者是49歲男性,右邊腎臟發現一顆1.7公分的腫瘤,儘管腫瘤不算大,偏偏長在非常難動刀的位置。
神戶大學醫院副院長藤澤正人:「在下方內側,因為腎臟位置在這裡(背後)。」
手術是用現在外科最夯的,達文西機器手臂,優點是不用剖腹傷口小,但缺點是醫師摸不到也看不到實際臟器。
此時患者的腎臟模型,就能幫助醫師掌握腫瘤位置。執刀醫師:「有點白白的東西出來了,這就是癌症病灶。」
手術花了四個小時,成功切除病灶,這就是從患者體內取出的腫瘤。記者vs.神戶大學醫院副院長藤澤正人:「這(腫瘤)跟模型很像?是、是、是啊,根本就一模一樣。」
既然3D列印,已經能精準呈現患者臟器,科學家認為若能把製作原料樹酯,換成活體細胞,也許就能直接3D列印人體器官,中村本來是小兒科醫生,因為看過太多等不到移植,而死去的心臟病孩童,15年前辭去醫師工作,開始研究人工心臟,他認為直接用患者細胞印製心臟,能解決自體排斥的問題。
概念是取出心臟的肌肉與血管細胞培養,然後把大量培養的細胞,放進3D列印機裡,按照心臟應有的構造,印製出來,以動物細胞模擬印製過程,100萬個細胞,與具有黏著性的液體混合,從3D列印機的噴嘴裡高速噴出,逐漸呈現出立體形狀,30分鐘,完成了這一塊厚1釐米的細胞塊。
不過製作中,細胞要如何存活下去,甚至光靠細胞黏著,是否就能形成生物組織具備臟器功能,仍有許多障礙要克服。
富山大學工學部教授中村真人:「如果不能在一秒內,讓數千個細胞動起來,就會趕不上生體組織的製作。」
儘管3D列印臟器,距離成功還有段距離,但血管製作已經接近實用階段,佐賀大學與多個企業,共同研發的這台生物3D列印機,放入從培養液中取出細胞塊,透過針狀噴嘴,迅速印製出正確形狀,已經成功利用人的皮膚細胞,印製出管狀組織,預計五年後進行血管移植的臨床實驗。
澀谷工業株式會社中俊明:「製作臟器是不得了的事情,如果能在實際的治療中使用,我想是最棒的。」
2012年讓日本拿下諾貝爾醫學獎的ips細胞,能透過增生培養出細胞組織或臟器,去年就完成了首例視網膜移植手術,現在結合3D列印技術,研究團隊正在進行複製耳朵軟骨實驗,目標十年內投入臨床,要讓再生醫學不斷突破極限。
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