3D列印用途廣 創新技術器捐新曙光

記者 莊佳芳、温祺荏、陳曉芹/採訪報導

3D列印技術目前已可應用在學層面,近年來,有學者開始用這項技術列印出人體器官的模型,用於填補大體,希望有助於提升器官捐贈數量現在更發展出「3D生物列印」,未來若技術成熟,無疑是醫學發展的一大進步。然而,科技發展至一定階段,伴隨而來的倫理問題,亦將成為另一個新的討論重點,值得關注。 

3D列印技術目前已可應用在醫學層面,如列印人體器官或填補大體。照片提供/黃毓慈

植入  考量謹慎 

3D生物列印與3D列印的差別在於,前者可植入人體,並具有功能,而後者應用範圍廣泛,在醫學領域上多為填補用,例如器官捐贈者的大體,則不具功能。陽明交通大學解剖學及細胞生物學研究所助理教授蔣偉程指出,目前3D生物列印大多用在骨科或牙科,因為骨骼的細胞較少,在列印這種硬組織時只需要注重支撐度以及強硬度即可;而軟組織,例如心臟或肝臟,想要讓其具有功能,最重要的就是血管組織,他提到,研究方向會先以血管的組織工程為主,但他也強調,目前都還在研究階段,要進到臨床實驗還需要一段時間。 

目前3D生物列印大多用在骨科或牙科,因其細胞較少,在列印這種硬組織時只需注重支撐度及強硬度即可。攝影/温祺荏

輔仁大學醫學系副教授黃毓慈指出,由於須植入人體,因此須考慮許多問題,像是生物的相容性以及安全與否,所有的步驟都必須謹慎,除了選材困難,生物列印技術的生產規範和應用法規眾多且繁瑣,要經過各部門層層審核,通過醫材認證。

蔣偉程也提到,因生物列印技術是一項跨領域研究,但近年來科研經費不斷減少,專業人員非常難尋,因此要發展成熟尚需時日,他指出,目前國內法規制定都會參考國外政策,以便能將法規修改得更加完善。 

研究人員經多年研發,已能列印出器官的模型,但距離植入人體並發揮作用還有很長一段路要走。照片提供/黃毓慈

列印器官  填補大體 

COVID-19疫情開始延燒,我國器官捐贈的人數逐年減少,台北市立萬芳醫院社工師何豐聿說明,根據萬芳醫院統計資料顯示,2022年迄今僅有100多人,相較2019年少了將近五倍。台北市立萬芳醫院器官捐贈移植協調員賴惠鈴表示,器官捐贈涵蓋面很廣,涉及醫療、法律、教育以及宗教等層面,民眾會因宗教因素或對於器捐知識的匱乏而膽怯,且多數人仍偏向希望保持遺體完整,因此對於器官捐贈的意願始終不高。 

針對大體完整性的問題,台北醫學大學創新創業教育中心主任蕭宇成指出,目前可利用3D列印技術,印出不具功能的器官,以填補器捐者大體,保持完整性,讓家屬獲得心靈的慰藉。

隨著技術的精進,民眾對於3D列印器官的接受度越來越高,蕭宇成說明,根據台北醫學大學附設醫院的數據顯示,願意使用3D列印器官的人數已有所增長,他期許未來能大力推廣此技術,增加大眾接受度。

精密科技 多元發展 

蕭宇成也指出,從事3D列印的工程師必須接受嚴格訓練,才能對這項技術完全熟練;若無法完全熟悉操作過程,將導致列印機器的壽命下降,增加設備損失的風險,目前台北醫學大學教育中心正在加強人才培育的工作,訓練學生通過考核以獲得操作資格,為3D列印技術投入更優質的人才。 

3D列印的技術在醫療層面中已經能夠根據需求客製化義肢,近年也開始朝向列印器官模型發展,蕭宇成指出,未來將致力於列印技術的多元化發展,朝列印食物、金屬醫材、陶瓷、復合材料等邁進,同時,該中心也正在設法解決目前列印過程中所面臨的問題,例如縮短列印時間、提升精密度以及新材料的開發與導入等。蕭宇成亦表示希望醫材認證能夠盡快通過,才能讓技術發揮最大效益。 

技術未成熟 望持續突破

黃毓慈表示,目前3D生物列印技術已經可以單一細胞及基質列印出組織及器官。衛生福利部於2021年通過《特定醫療技術檢查檢驗醫療儀器施行或使用辦法》,醫師可以取出患者的自體細胞用於醫學美容或是受傷修護等治療。黃毓慈亦指出,「運動員軟骨細胞修復」是近年有機會達成的目標,治療過程主要是取出患者的軟骨細胞後,以3D列印出受損的部分,再植入軟骨缺口,即可達到完整復原。  

黃毓慈指出,「運動員軟骨細胞修復」是近年有機會達成的目標。攝影/莊佳芳

黃毓慈提到,研究人員經多年研發,已經可以列印出器官的模型,但距離植入人體並發揮作用還有很長一段路要走。首先須以電腦設計出3D模型,分別植入活的細胞、血管以及神經之後,方能使器官運作。過程中除了牽扯到多種細胞、神經的調控之外,還需將血管接好,手續十分繁雜。目前雖然已研發出可跳動的心臟,但無法長久跳動;另一個被製作出來的器官則是肺臟,卻也只能在機器中存活,取出後就會失去收縮運動,暫時不能植入體內。  

要讓列印出的器官運作,過程中除了牽扯到多種細胞、神經的調控外,還需將血管接好,手續十分繁雜。照片提供/黃毓慈

黃毓慈表示,3D生物列印技術因需將體外製成的產品放入體內,政府把關十分嚴格,只要有安全疑慮,依法就不能通過;但她也認為,高端生技是台灣可發展的方向,惟目前仍處於研發階段,且開發新醫療產品需要耗費龐大財力,對基礎研究的老師及小公司來說較為困難。黃毓慈坦言,雖然目前有產學合作的方案,但仍希望政府及民間企業能提供更多的資金支援、多舉行研討會,並與政府協商調整法規內容,以期加速發展。 

人文關懷  提升捐贈意願 

蕭宇成說明,「3D列印人體器官」尚未發展至人體臨床實驗階段,因此,這項技術目前遇到的醫學倫理爭議並不多,現在印出來的人體器官大多用於人文關懷面的需求,保持器官捐贈者的大體完整就是其一。」他表示,善用並大力推廣這項技術,便可以有效提高民眾對於器官捐贈的意願。 

3D列印人體器官,填補器捐者大體。攝影/莊佳芳

賴惠鈴指出,人通常在面臨死亡時,都是沒有準備的,所以要求病患本人或是其親屬在當下要放下慌張、悲傷的情緒,並且去思考是否要幫助他人其實是很困難的,因此醫護人員通常是站在「臨終關懷」的角度,以病患及家屬的感受為主要考量。

賴惠玲解釋,器官捐贈分為兩個面向,一是間接的方式,如勸募、學校或社區的宣導等;二是直接的方式,也就是在臨床上,當醫生判斷病患已經到達可以器捐的標準,就會尋求家屬同意,對於是否要捐贈進行討論。賴惠鈴補充說明,因華人圈普遍有「留全屍」的觀念,因此在台灣推動器官捐贈最大的阻礙,無疑是風俗民情與宗教因素。 

無論是簽署器官捐贈同意書,或是與「預立醫療決定」簽訂流程一併完成的器官捐贈同意決定,都需要考慮家屬的心情。台北市立萬芳醫院社工師何豐聿解釋,「預立醫療決定」是根據病人自主權利法所制定,需要本人、至少一位二親等內親屬以及醫療委任代理人參與討論,並經過醫療機構核章、公證人公證或兩位見證人見證,註記於健保卡上才算完成。他也提到,家屬依然有反悔的權力,此時醫生具有是否要依照預立醫療決定處置的裁量權,惟目前仍在起步階段,因此許多醫生還是傾向依照家屬意見,想要真正落實還需要一段時間。

 

延伸閱讀:

3D列印客製輔具 開源義肢助弱勢圓夢

病主法上路 尊重病人醫療自主