生理解剖学期中报告利用3D立体印表机来复制人体器官姓名：安哲颀.DOC

生理解剖學期中報告 利用3D立體印表機來複製人體器官 姓名：安哲頎 系級：醫環 17 學號：102012036 前言 在現今的社會裡，各種的疾病充斥，導致人們的器官往往在有生之年就因為不堪負荷而喪失其功能，有些人因為腎壞掉了，從此必須藉由血液透析來維持生命，由於血液透析的過程麻煩且痛苦，許多病患往往失去了求生的意念，因此尋求一個新的器官移植成了許多病患所希望的，然而，能得到一個新的器官是非常不容易的，根據資料顯示，全球目前的器官供需比大約為一比二十到三十，因此如何去找尋新的器官來源成了很重要的問題。 正文 (一)3D立體印表機以及其運作原理 3D列印技術起源於美國，又稱為三維列印機或快速成型設備。是一種快速成形的技術，以數字模型檔案為基礎直接製造，3D列印運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層堆疊累積的方式來構造物體，即「積層製造」與傳統的機械加工技術不同，傳統的機械加工技術通常採用切削或鑽孔技術（即減材工藝）實作。 過去在模具製造、工業設計等領域，3D列印技術常常被用於製造模型，現逐漸用於一些產品的直接製造。 通過電腦輔助設計(CAD）或電腦動畫建模軟體建模，再將建成的三維模型「分割」成逐層的截面印表機通過讀取檔案中的橫截面資訊，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地列印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而製造出一個實體 3D印表機運作流程圖 3D印表機 (二)3D印表機複製人體器官 雖然，3D印表機可以很快速且低成本地做一些簡單模型的成型，例如：複製簡單的公仔、結構簡單的人體器官，但是其實在做一些比較複雜的人體器官例如心臟、腎之類的，並不是那麼的容易，所以其實3D印表機的複製技術在醫學上的發展其實是要比其他在工程應用上來得慢很多，原因就是因為那些器官裡面的結構太過複雜，所以無法像複製結構簡單的模型一樣那麼的容易，因此現在還無法利用3D印表機來做可以用來進行器官移植的複雜器官。 要利用3D列印技術來製作器官，有許多地方和一般工程上的3D列印不太一樣，例如，在列印機上，生物用的列印機就跟一般工程的不太一樣，在參考文章的三頁的地方可以看到，因為生物用列印機的材料不像一般工程上的材料，只要能夠射出成形就可以了，因為生物用的材料是有可能是未分化的細胞，而細胞需要養分，所以列印機上有一個零件叫Microgel用來提供那些細胞養分，除了提供養分，還可以讓細胞部會互相聚集，可以被Print head mount順利的擠壓出去。 在製作的方法上，3D列印技術扮演很多不同的角色，取決於複製哪種器官，如果複製較簡單的例如膀胱，便會選一些可自行分解的高分子材料先把膀胱的模型用3D技術做出來，然後同時會培養病人的膀胱細胞，等到組織夠大以後，便會將其放上做好的模型讓細胞長好，在細胞長完整之後，模型便會自行分解掉；而在複製較複雜的細胞時，會先用MRI掃描過一次要複製的細胞，再經過分析一層層的結構，給定電腦對應的數值，使電腦可以根據每一層的不同細胞來把每一層印出來，最後，再將其放到培養室裡等它長成熟，然而，最後一步在現在的科技依然無法完成，就是讓血流能更正常的跑到器官裡，即讓器官正常的在體內運作，有的科學家提議用病人的幹細胞來做複製，之後讓其分化成目標的器官，也就能正常的運作，然而，到現在還沒有一個有效的解決方法能夠解決問題，而距離人們可以直接利用複製出來的器官，也需要繼續的等待下去。 結語 在看過了很多外國文章對3D印製技術來製作人體器官的文章後，對3D印製技術以及複製器官的方式與過程感到相當有趣，希望有一天真的能夠做出可以完全複製具備正常功能的人體器官，有效地解決器官不足的問題，也讓很多人不必再因為等不到器官而死去。 參考資料 William Harris. ?How 3-D Bioprinting Works?.HowStuffWorks /medicine/modern-technology/3-d-bioprinting7.htm Sean V Murphy ?Anthony Atala. 3D bioprinting of tissues and organs. Nature Biotechnology 32, 773–785 (2014) /nbt/journal/v32/n8/full/nbt.2958.html