創新科技應用與3D生物列印平臺
2015/12/03
2 0 1 5 / 1 2 / 0 3 - D I G I T I M E S 企劃
 

雖然許多創新的動力來自於學界,但目前的學界因為過於重視S c i e n c e C i t a t i o n I n d e x ( S C I ),很看重論文排名,導致學界一直在拚論文數量,臺北醫學大學特聘教授歐耿良呼籲,未來學界應該要看重如何讓研究的標的,能夠真的應用到產業中,如3 D 列印技術目前就已廣泛用於智慧醫療,值得大家關注。

歐耿良指出,產學之間要彼此合作,因為從起步研發到成熟應用,過程可能會相當平順,也可能相當顛簸,其中最重要的關鍵,就是要設法生存下來,唯有從臨床前研究到醫療系統整合,最後投入產業鏈之中,最終才能產生衍生足夠的價值。

以轉譯醫學( T r a n s l a t i o n a l Me d i c i n e )為例,這種將基礎科學研究能夠直接和醫療連結的思維,就相當重視臨床試驗以及一系列的臨床前試驗細節,包括市場、創新、研發模擬、細胞實驗、動物實驗等,每個步驟都需要仔細評估,如針對3 D列印,版權就一直是個重點,如何在最佳 化時能降低成本,以及如何得到F D A、C E、T F D A、C F D A的認證許可,都是需要經縝密考慮與規劃。

另一個要注意的趨勢則是「P 4醫學」,歐耿良表示,隨著人類基因定序的完成,疾病基因也被大量解碼,只要將P r e d i c t (預測)、P a r t i c i p a t o r y (參與)放入傳統醫學中,加上既有的P r e v e n t i v e (預防),就可以達到P e r s o n a l i z e d (個人化)的目標,讓每個 人都能成為自己的主治醫師。

但想要達到P 4的目標,溝通就變得相當重要,尤其是碰到跨領域或是不同醫生間的溝通更是重要,因為唯有良好的溝通,才能增加信任感。此外,醫生和病患之間的溝通也非常重要,許多醫療智動化科技,其實也都與溝通有關。如許多口腔疾病看似不是 很嚴重,但潛在與心血管疾病息息相關,但病患未必能夠察覺,若能透過有效的溝通工具,也許就能及時發現並加以治療。

3D科技的出現,對智慧醫療的影響更顯其重要性。歐耿良指出,早在1 9 9 0年代就已經出現的C A D / C AM加工及R P逆向工程技術,其實也是一種3D列印,但現在的3D列印技術因為在解析度有非常大的突破,應用領域大幅拓展,舉凡汽車業、服裝業、建 築產業等,都需要3 D列印技術。

醫療產業也不例外,如假牙或人工關節等醫療器材,都用得上3 D列印技術。歐耿良以大陸市場為例,由於大陸人口多達1 3 . 5億,預計到2 0 2 0年的醫療照護花費將高達1兆美元,尤其是牙科及骨科的市場,因為比較容易切入,相當值得開發,保守估計,光 是3D列印的市場可能高達5 4億美元,東南亞的市場也不小,但目前仍有認證法規的問題需要突破。 

事實上,光是既有的牙齒移植和修復市場,就高達4 2億美元,而且還在成長中,是3D列印技術將來可以大展身手的領域,如用3 D列印也可以縮短口腔癌的手術時間。 

但歐耿良指出,動物市場其實也不容忽視,因為獸醫骨科和義肢的市場,也高達13億美元,至於其他發展中的領域,包括心臟外科、美容整形、脊椎手術及義肢等領域,都可能是3D列印市場的成長動力。

歐耿良認為,3D列印技術目前發展的主要關鍵因素,包括材料、介面、製程及環境等。如在3D列印的法規管理方面,本質上就是當成醫療器材來管理,主要是管制產品的安全性,除了通用性標準,還要考量針對特定產品(如牙科骨內種植體)要求所制定 的標準,法規面應著重於規格醫療器材及客製品醫療器材的製程管制及產品追溯,品質文件及技術文件亦是重點。

至於在材料方面,3D列印所使用的材料,可以分成人體可吸收及不可吸收,歐耿良指出,3D列印材料差異其實相當大,如表面的孔洞率就差很多。由於3D列印材料與人體組織的關係很重要,加上環境不一樣,列印的結果也會不一樣,因此要將3 D列印技術應用在醫療用途,仍有許多需要特別需要考量之處。 如傳統的人體仿生結構製作法,往往需要進行二次加工,而且兩次加工過程出現的生物特性完全不同,反觀3D列印做出的人體仿生結構,可以做到一體成形,不需要二次加工,與人體結合時,會有更好的效果,還可以減少二次加工的成本。

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此外,歐耿良也強調,即使是3 D列印也要符合規範要求,如疲勞測試,廠商要能提出技術文件,功能性及機械性測試也要符合標準。未來的3 D列印技術應用於醫療用途,除了品質控制外,安全及版權問題也將是未來需要關心的領域。

歐耿良強調,現在的產業競爭是「變則存,不變則亡」,但就算要變,要朝什麼方向變,更是重要。以目前全球的人口壽命不斷延長的情況下,人口結構的老化速度也會相當快,相關醫療照護技術也必須跟著突破,如植入物、輔具都需要配合修正,這些都是3 D列印技術未來可以在醫療領域發展的目標。