【3DP文摘】人工心臟與3D列印技術結合

一、人工心臟:

 人工心臟為醫學界一種植入式機械裝置，用於替代正常心臟喪失自體功能作用之替代性輔助裝置。

二、人工心臟  V.S  3D人造心臟

 (1)人工心臟:

目前人工心臟技術容易使患者產生併發症的原因在於，金屬及塑膠材料給人體帶來的不自然跳動，相對製作成本高，人工心臟之構造，主要是由醫用高分子材料及鈦合金所製成，主要藉助外在動力系統之推動，將血液從心臟內作抽出及送回之動作，所以成本高且花費製作時間長。

 (2)3D人造心臟:

3D列印的心臟使用更為柔軟的材質製造以符合人體運作，也能製造出複雜的結構，在為病人手術時，能夠知道確切的位置，做更精準的定位，而打印時間也相對較低。

三、3D人造心臟

    全球每年約2600萬人死於心臟衰竭，但可供心臟移植的數量少之又少，如果科學家可研發出人工心臟，即使未能安裝病人體內永久使用，亦能為他們爭取時間，等待可移植的心臟，這將是天下人的福音。

注:3D列印技術瑞士製造出世界第一個軟體人工心臟
(影片欣賞:https://www.youtube.com/watch?v=e276y5oSu2A)

四、Why要設計3D人造心臟？

   優點:

輸送血液的人工心臟幫浦等裝置，尋找塑性泡沫等生物相容性材料，製造出複雜的內部結構，打造性能更好的3D人造心臟。

(塑性泡沫生物相容性材料: 為醫療器材材料的化學特性，與人體接觸的性質、程度與組織相容的一種材料。)

  缺點:

人工心臟裝置利用機械式的設計去泵血，容易產生故障，又會影響血液的質量，造成病人身體惡化。

人工心臟又可分為體內與體外的機械式裝置，體內裝置若與病人的身體有所排斥，將造成病人身體不適；體外裝置則會因人為疏失與不當的操作機器，而影響病人身上器官有所損壞。

五、3D人造心臟研發設計

設計者以矽膠作為材料，以3D打印加上鑄造術中的脫蠟法(Lost wax)，創造出重量為390克，容量為679立方厘米的人工心臟，內部結構的立體模型有助於術前確認手術順序以及向患者說明治療方法。

六、目前發展

由於3D人造心臟材料承受能力有限，只能持續跳動約3000次，即工作30至45分鐘，矽膠質料會因伸縮造成的張力而損壞，具體使用時間取決於心率的快慢。

七、3D列印技術應用

1.日本: 脊椎骨

2.美國: 肝臟組織

3.澳洲: 心臟幹細胞

        它是用特殊墨水中，包含細胞、生物激素、生長因

        子與細胞間質，所組合而成的。

4.西班牙: 3D人體皮膚

        對於燒燙傷的患者，將是有效地回復傷患的方法

5.模擬手術切割與修復時的演練

注: 醫療大進擊 3D新革命 列印活體器官

    (影片欣賞: https://www.youtube.com/watch?v=mZVkjuQHW3Y)

(實習生Eric編輯撰文)