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專屬脊椎印出來 中山大學獨創最新骨材
長年為腰椎或脊椎疼痛纏身的患者有福了!國立中山大學材料與光電科學學系講座教授黃志青、機械與機電工程學系教授林哲信與潘正堂團隊,與中央大學材料所鄭憲清教授,屏科大林鉉凱教授,高雄醫學大學骨科團隊的大同醫院骨科主任陳崇桓副教授等人,共同執行科技部積層製造專案計畫,費時兩年多,成功研發出第一款可為民眾量身打造、由3D列印出之新式金屬玻璃海綿骨置換體,未來可望藉由在地設計製造之優勢,大幅降低腰椎手術材料成本,並大為提高植體耐用性,對患者而言是一大福音。

此項發明為全球首例。黃志青講座教授強調,研發完成的客製化脊椎海綿骨漸層孔洞置換體,已經過體外生物相容性之各項測試,並植入兔及豬體內進行動物實驗。試驗半年後,團隊所開發之植體與骨頭癒合良好,過程中未發生發炎與感染等不良反應,骨科醫師亦認為該植體具有非常大的人體應用潛力。目前這項研發成果已經申請專利,並透過產學研合作模式,希望從材料開發、設計及3D列印進行均在地生產。

台灣邁入高齡化社會,電視廣告上經常看到0800中醫師台詞。所謂「坐骨神經痛」,常見是病人因腰椎滑脫症造成腰痛或者是肢體疼痛。高醫大大同醫院骨科主任陳崇桓醫師表示,患有腰酸背痛之病患為數不少,而造成此類疼痛的原因,多半是由於椎間盤突出或是由於椎間滑脫壓迫到神經,而造成疼痛。此種症狀若施以物理治療,無法有效矯正需進行外科手術治療;但由於此類疼痛屬神經壓迫性疼痛,在症狀嚴重的病人中,唯有透過手術排除該神經性壓迫,方可有效緩解。其中,利用內固定器施以椎體融合手術為目前主流之治療方式之一,其方法為將骨材融合置換體,以外科手術固定於脊椎椎體間,增加脊椎融合率。但這種骨材屬於專利性材料,自費價格每個約9至11萬元,售價昂貴,不少患者根本負擔不起。

有鑒於此,中山大學研究團隊延續過去從事奈米國家型計畫成果,大膽提出研製高難度的雷射積層製造3D列印技術,製作複雜結構之可植入式骨材。團隊自行開發可3D列印之液態金屬粉體(此種液態金屬亦是Apple想要採用在iPhone機殼的創新材料),仿照人體骨頭結構,依照不同年齡、性別的骨密度設計植體,並列印成多孔性液態金屬骨材。使用上可大幅提升手術後植體與骨頭之整合程度,降低植體鬆脫之風險,並可望大幅降低現今手術材料成本並提高效能。

本研究團隊總主持人為中山大學材光系黃志青講座教授,設計端負責為中山大學機電系林哲信特聘教授與潘正堂教授,製程端為屏科大林鉉凱教授(黃志青教授之先前博士生)與工研院林得耀主任,材料端為中央大學鄭憲清教授與工研院楊智超主任,檢測端為中山大學黃志青講座教授、機電系林哲信特聘教授、高醫大骨科主任陳崇桓教授,以及十多名碩博士研究生。
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