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日本3D列印技術聚焦醫療用高端領域 仿生器官、術前模擬器、高強度素材展現成果

2015/08/12-電腦運算-20150812-287-胡儀芳  
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日本醫療用3D列印技術展現成果,包括再生醫療公司Nest 21 3D列印人工骨「CT Bone」於2015年下半進軍歐洲市場,大日本印刷(Dai Nippon Printing)與crossEffect分別推出可辨識內部結構的器官立體模型及高精度的軟質心臟模擬器,JSR、三菱化學(Mitsubishi Chemical)等材料廠則投入高彈性及高強度的醫療用素材。DIGITIMES Research觀察,日本3D列印市場發展聚焦醫療等高端領域,據矢野經濟研究所(Yano Research Institute)預估,2013年至2017年日本3D列印出貨量年複合成長率將達57.2%。

全球首個人工骨CT Bone乃根據病患X光片的3D CAD,再以天然骨為材料進行3D列印,能做出骨頭內部複雜結構及0.1mm的孔隙度,其產出的人工骨與天然骨極為相似,又不像傳統移植骨骼經過熱處理過程,較無發炎問題,有利加快人體骨骼自然癒合的速度,加上CT Bone是事先製作,可完全貼合患者的骨骼,因此醫生在進行手術時,不用進行微調,可大幅縮短手術時間。

大日本印刷的器官立體模型內部呈現中空,不只製作成本只有既有模型的3分之1,也改善以往採透明樹脂製而出現光線折射產生的扭曲問題;而crossEffect的軟質心臟模擬器則結合真空注型與3D列印技術,真實呈現心臟的表面與內部。除了仿生器官及術前模擬器,亦有如丸紅情報系統(Marubeni Information Systems)業者提供醫療用3D列印服務來降低醫院等機構等成本。

此外,JSR、三菱化學等業者推出高強性與高彈性素材,解決目前熱溶解層積法使用的PLA與ABS線材,容易在加工過程彎曲,無法穩定成形的問題。其中,JSR「FABRIAL」在一般樹脂加入特殊樹脂來提高強度,藉此做出具備橡膠與樹脂特性的「熱塑性彈性體」;三菱化學「Primalloy」採用自行研發的聚酯熱塑彈性體(Polyester Thermoplastic Elastomer),透過彈性設計與樹脂成形技術,強化彈性。

醫療用3D列印技術按所用的材料與目的分成4個階段:使用非生體適合性材料(「醫療用模型」、「輔具」等)、使用生體適合性材料(「植入式人工臟器」等)、利用細胞培養做出生體適合性材料,及使用生體材料(「移植用組織」、「人工臟器」等),CT Bone即是等級4。日本3D列印技術已可做出皮膚等不具結構的器官組織,而如心臟等具複雜結構與生理機能的重要器官則是下一目標,日本3D列印技術可望以醫療等為首引領發展。

NEDO 3D列印人工骨「CT Bone」結構
資料來源:NEDO,DIGITIMES整理,2015/8


  內文目錄
CT Bone是全球第一個3D列印人工骨
3D列印亦可製作術前模擬的器官模型
JSR、三菱化學相繼投入高彈性及高強度新素材
結語:3D生物列印為終極目標
 圖表目錄
NEDO 3D列印人工骨「CT Bone」
NEDO 3D列印人工骨「CT Bone」結構
大日本印刷與筑波大學開發的器官立體模型
crossEffect開發的心臟模擬模型
6 個圖表



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