国人因嗜吃槟榔,口腔癌盛行率相当高。据卫福部 2016 年的统计,口腔癌是男性男性肿瘤发生率与死亡原因的第 4 位,且有年龄层下降的趋势。除了避免吃槟榔减少口腔癌,口腔癌病患也因下颚骨受癌组织侵入导致患部变形。国研院仪科中心与三鼎生技合作,用 3D 打印重建组织,比传统手术裁切身体其他部位骨头方便,且能客制化。
口腔癌发生时,癌细胞会侵蚀口腔周边骨头,造成脸部变形。传统的手术治疗方式,是切小腿腓骨或手臂桡骨,补上被癌细胞入侵的颅颜面部或上下颚骨头。补上的骨头部分骨质并不够,病患决定动手术清除癌细胞,但术后改变面貌往往造成面对外界异样眼光的心理阴影。
国研院仪科中心与三鼎生技合作开发出“生物 3D 打印骨骼重建系统”,采用生物相容性骨骼填充物、病患自体生长因子与生物胶体,打印出病患缺损的颚骨。3D 打印制作 1:1 的缺损颚骨替代品,能大幅减低手术时间,从传统手术的 13~15 小时,缩短到 6.5~8 小时,也不必取自身桡骨、腓骨,减少人体肢体愈合和复健时间。
“生物 3D 打印骨骼重建系统”需混合生物相容性骨骼填充物、病患自体生长因子与生物胶体,其中生物胶体必须在 5~10℃ 才能维持液态,而生长因子却必须在 37℃ 才能维持活性,促成人工替代骨与病患自体未切除之颚骨紧密结合。因此,国研院仪科中心发展出“两段式智慧温控系统”,以低温保存生物胶体并严控制管路温度以维持其流动性,3D 打印成型区则控制在 37℃,以打印出维持生物活性之人工替代骨。本系统同时搭配机台状态与模型制作远端监控系统,让医师能在手术房,随时确认模型制作进度,做为手术时程掌控之评估依据。
▲ 国研院仪科中心与三鼎生技合作的生物材质 3D 打印机器,目前已经可以打印颚骨,用来 1:1 替代口腔癌患手术移除的患部组织。未来也能用在打印牙齿、脊椎骨、腿骨等生物组织。
国研院指相关技术能从口腔延伸制作 3D 打印的脊椎骨、腿骨、牙齿,协助制作病人所需的客制化部位。台北医学大学教授,如今创办三鼎生技的董事长欧耿良博士,指出他们会将相关技术先用在口腔,毕竟他们是口腔专家,还是对颈部以上部分较熟悉。
欧董事长说这套生物 3D 打印骨骼重建系统,当年获得层积式打印整合计划补助,并没有马上就发表成果,选择花 4 年时间研究,就是要做出临床上有助益的方案,能真正帮助病人。目前生物 3D 打印骨骼重建系统已经经过工程验证的阶段,接下来在临床实验阶段,要找出 15 位男性、15 位女性病患,共 30 位的病患来进行,另外还有越南、印尼的病例追踪 3D 打印疗法的状况。
欧博士坦言治疗往往很快就完成,但术后才是挑战。病人装上 3D 打印的人工制作品之外,还有口腔咬合问题,需要与口腔专家一起紧密合作。
(图片来源:科技新报)