采用层层堆叠的加法方式制作的新式技法“积层制造技术”、又称 3D 打印，近年一跃成为当红炸子鸡。随着 3D 打印技术飞升，连带使 3D 打印医材技术突飞猛进，以往维持观望态度的台湾相关产业，纷纷站上起跑线，准备向前冲。
根据权威调研机构 IDC 报告指出，2016 年全球 3D 打印市场达 159 亿美元，约新台币 4,977 亿元，并以年复合成长率 24.1% 增加，预估 2020 年将达到 354 亿美元，约新台币 1.11 兆元。如此庞大的产值，显见 3D 打印市场已渐趋蓬勃。
依据 Transparency Market Research 分析指出，3D 打印用于医疗应用的市场产值，2013 年全球约为新台币 106 亿元，成长率约 15.4% ，比 3D 打印市场的成长率 13.5% 还大；Industry ARC 甚至认为年度成长率达 18.3%。Transparency Market Research 预估 2019 年全球市场达新台币 289.7 亿元；而 Medical Market Research 更乐观的预估，有机会在 2020 年时达到新台币 750 亿元的规模。
椎间盘医材研发 工研院技术领先
针对积层制造技术，工研院成为众多企业的后盾，提供卓越领先的技术，带领产业齐步迈向 3D 打印市场，无论从技术、设备、人才养成及系统整合上，皆能助企业一臂之力。南部激光光谷育成暨试量产工场启动后，有多家企业进驻，透过国内首座试量产工场的建立，在南台湾建立激光应用产业聚落。
工研院提供多项可移转技术及先期授权技术及专利，降低企业进入 3D 打印市场的门槛。多所学校及业界先进若想将人才导入市场，工研院也可培训人才、技术交流，甚至也提供产品试制，针对业界初期无法投入这么多设备、缺乏人才，但想跨足 3D 打印领域，工研院可以协助小型试量产。
3D 打印在产业界获得重视，工研院日前也举办智能激光、积层制造成果发表暨研讨会，展现最新技术能量，当中各式 3D 打印医材成为展场上一大亮点。
工研院激光与积层制造科技中心副理林得耀提醒，“3D 打印仍是一个工具，它不是取代现有的加工。”从制造观点来看，3D 打印的表面处理很难做到绝对光滑，但只要在结合面达到需求，即可充分提供厂商客制化使用。甚至，未来医材使用到的仿生结构，也提供 3D 打印绝佳的切入点。
林得耀强调：“3D 打印应用在医材上，便于设计与模拟更是一大优势。”金属 3D 打印目前已成功应用于包括颅颜修补、牙床或牙根设计及骨钉、关节等医材上，“由于可轻易设计内部镂空结构，比起传统 CNC 加工，3D 打印可做到形貌完全一样，但重量可能不到传统加工法的一半。”
工研院亦结合院内生医领域的数位设计与 3D 打印技术，研发出能服贴人体骨头外型的新式脊椎固定板，除了增加舒适度、减轻异物感，强度也获得提升。
椎间盘支架 （cage）目前在台湾的使用量约 3 万 5 千颗，国际上也一直是脊椎医材销售的主流产品。工研院生医与医材研究所工程师蔡佩宜指出，工研院应用 3D 打印的椎间盘支架采用生医级材料，从结构设计、细胞验证开始，现在更已经过一连串的动物试验，不久后将持续进行临床试验，盼能早日完成到实际医材应用的最后一哩路。
最蓬勃产业 台湾企业蓄势待发
通业技研董事长纪崇楠指出，以往全球 3D 打印市场以汽车生产领域为主，航太国防零组件次之，而应用于医学领域中的牙材，于近几年来亦有相当的成长。虽自 2014 年才开始萌芽，但近两年来无论获利、市场规模，都有飞升迹象，且 3D 打印龙头厂商像是 EOS、SLM Solutions、Arcam 等大公司，也逐渐关注及聚焦于医疗领域。
身为最早投入 3D 打印市场之一的台湾企业，纪崇楠分析产业结构，其中 3D 打印应用于医疗技术面可分为：光聚合，含数位光处理、立体光科技术、二光子聚合等，通常适用于高分子类像是塑胶类材质的技术，产品多为护具、手术导板及器具等塑胶制品。
纪崇楠特别指出，将来 3D 打印医疗市场的材料除金属外，质地坚硬、耐热的陶瓷也会是重要的发展趋势。台湾企业欲在 3D 打印医材市场上占得先机，可以发挥的方向很多，不怕没舞台，“唯一要担心的则是涉猎的东西越来越多，人才与硬件技术的开创，将会耗费多少成本？”
3D 打印医材 改变医师手术习惯
纪崇楠分析，世界各国都在寻找产业下一个蓝海之际，纷纷嗅出 3D 打印于医疗应用上的无限可能性。根据 SmartTech Market Publishing 提供的数字，医疗用 3D 打印材料产值，2014 年为新台币 16.5 亿元，预估到 2019 年会达 1,138.5 亿，是相当惊人的成长，而市场规模主要来自植入物。针对市场规模分析，目前以美国的需求量最高，14 年已达 36.7%，欧洲次之，预估未来会取代北美成为第一大市场。而亚洲实力不容小觑，根据 Industry arc 分析，5 年内将显示最高年复合成长率达 37%。
逐渐蔚为全球趋势的 3D 打印于医疗应用，主要领域目前以用于牙科、骨科及颅颜科的医疗植体的市场为大宗。纪崇楠指出，其中以牙科最成熟，需求也最大，毕竟牙齿数量多，不像器官一人只有一个，且工件最小，最适合 3D 打印。零件小、生产度速快，相对毛利高；而用于骨科、脊椎修复等市场也很可观，未来将开发更多新的应用。
另外，手术导板也是 3D 打印生医发展上正夯的议题。他表示，手术导板能缩短病患麻醉时间及手术时间，加上导板可以事先规划，不用像以往医师进手术房才思索怎么做，风险较大，如今有手术导板可让手术团队预习，手术动作及流程都确认过，降低手术风险低。纪崇楠笑说：“运用手术导板协助医师，该切的地方切、该钻的地方钻，减少手术误差，加快手术速度。很多医师未与 3D 打印的手术导板搭配前，没享受过它的好处，用过后都会‘上瘾’，反而希望每场手术都有 3D 打印的手术导板协助。”
值得一提的是，3D 打印于生物工程医疗应用上，有无限想像空间。生物打印虽未有商业行为，但其实已逐渐朝协助制药发展。纪崇楠说：“以前制药从实验室到动物实验、人体实验要经过漫漫长路、耗费巨资，如今运用生物打印、细胞打印，能印出人体组织、直接用药，一有毒性马上修改配方。”并用汽车工业来说明，以前可能等制作一部车、去撞车测试再改进，3D 打印技术纯熟后，直接运用科技缩短实验。
客制化医材提高医疗品质
中国医学大学附设医院博士谢明佑分享经验，从针对牙科及矫正器械产品、整形正颚辅助器械产品及服务，到数位手术规划服务、手术导板设计及打印，并逐步进行技术移转，将医疗资源做有效分享。
谢明佑指出，以口腔颚面外科常见的外伤为例，透过 3D 打印技术，客制化医疗模型、手术导版，甚至连独特的手术模具及术后整形及辅具，都能一贯化作业，不仅能增加手术成功率，根据统计，透过 3D 打印技术，能缩短将近 30% 的手术时间，减少病患麻醉时间、降低风险，更能提高医疗品质。
谢明佑表示，“针对 3D 打印应用于临床， 3D 打印医疗研发中心对应不同科别上，已有不同的 SOP。医师针对病患需求下达指令，7 个工作天就能打印出所需之模具、手术导板或是术后辅具等，为病人客制化专属医材。”从最早的医学模型，到手术导板、器械设计等，中心技术逐渐纯熟。
为了提升台湾整体医疗品质，并将医疗服务推向亚太 3D 客制医疗服务，中国医药大学 3D 打印医疗研发中心已然能够带领业界走出新方向。
3D 打印导入牙科 解决缺工窘境
虎尾科技大学动力机械系教授江卓培表示，过去传统牙模取得不方便，牙技师等先调胶，取得病人口腔内牙模做石膏模再翻模，每翻新一次模就可能有误差。但透过 3D 打印技术则免去层层关卡，可直接扫描病人口腔内牙模后直接制作牙模，制作出的牙模还能进行密合度测试，务求精准，甚至连牙槽骨结构、神经走向等皆能一并考量，增加手术成功率。
3D 打印牙材多采用光固化树脂材料，近年更发展出更贴近原生牙齿、具生物相容性的氧化锆牙材。以往 CAD／CAM 制作氧化锆牙材成本昂贵，加上制作赝复牙材时需要支撑，每个牙材外观就会有支撑点，烤后剥除时容易从此处碎裂，这也就是江卓培认为 3D 打印未来可取代 CAD／CAM 的主因，因 3D 打印可以克服这个问题，相对更有市场竞争力；江卓培也说，将 3D 打印导入牙科，以解决牙技师不足的窘境，让台湾逐渐走向数位牙科 4.0 的新时代。
依据工研院产业经济与趋势研究中心 IEK 统计，金属 3D 打印产业在医材及模具应用持续成长，国际大厂近 3 年的成长都超过 35%；工研院在 3D 打印骨丁及椎间融合器等植入式医材，经动物实验，在 ALP 活性、骨引导、骨增生表现均明显优于传统制作产品，将来配合法规的认证即可导入骨材和医材，其应用市场潜力可期。
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