成大前瞻醫療器材科技中心–3D列印於防疫的應用

2020因為疫情,許多產業受到了影響,不過因為政府與醫療團隊的努力,我們攜手度過了難關,然而,在疫情動盪的情況下,我們該如何展望新未來呢?此次邀請到成大前瞻醫療器材科技中心的翁博士來為我們介紹3D列印於防疫方面的應用。

翁振勛博士在成大前瞻醫療器材中心擔任助理研究員與產學組組長,更是TFDA醫材法規種子人員,目前也是成大醫院IRB的委員,因此對於醫療的接觸與開發都有所涉略,另外,翁博士也得過許多國家獎項!

 

翁博士厲害的事蹟如下:

▪台大 土木工程系 學士

▪第一屆 台大 科技創業與管理學程

▪成大 工程科學系 碩/博士

▪成大前瞻醫療器材科技中心 助理研究員暨產學組組長

▪TFDA 醫材法規種子人員

▪108年 成大醫院 IRB 委員

▪95年 科林科技論文獎 生物醫學科技類 碩士獎 

▪98年 成功大學校園創業競賽活動 銅牌獎

▪99年 國際大學生物聯網創新創業大賽暨第四屆美新杯MEMS傳感器應用大賽  中國總決賽 優勝獎

▪成立 台微生技股份有限公司

▪105年 科技部創新創業激勵計畫創業潛力獎-貝爾醫材

▪106年 科技部創新創業激勵計畫創業潛力獎-醫視科技

▪107年 國家新創獎 智慧膀胱灌洗機

▪107年 TFDA積層製造(3D 列印)醫療器材管理指引 草案起草人

 

成大前瞻醫療器材科技中心簡介

成大前瞻醫療科技中心為全台大專院校唯一通過ISO13485認證的學術單位。ISO 13485標準在全球受到廣泛認同,而主管單位衛生福利部食品藥物管理署也以此標準制定成醫療器材優良製造規範(GMP/QSD)。因應蓬勃發展的學界新創活動,應用ISO 13485的管理模式,協助管理研發歷程文件,將學校所研發的醫材技術順利轉移至業界或是衍生新公司,以加速通過認證進入市場。也因此,可協助GAIA(國際產學聯盟)延伸醫材開發合作,透過國際協同設計開發,連結成國際產學網絡。

成大前瞻醫療器材科技中心更在2018年獲得經濟部的國家產業創新獎,對於整個中心是一個榮耀也是成長的動力。


產官學研醫合作:成大前瞻醫療中心 X 3D列印

 

目前成大前瞻醫療器材科技中心於3D列印的涉略也非常廣泛,從傳統的PLA到光固化到金屬列印都有。MDIC的翁博士更是協助台灣TFDA擬定3D列印醫療器材草案,草案通過後MDIC便進一步與產業界互動,協助業界公司所開發出來的產品做醫療器材的認證。

其中最為人所知的案例為:MDIC與金屬中心與寶楠生技共同開發『耐籠三維多孔鈦合金椎間融合器』產品,並獲得衛福部食藥署許可證(衛部醫器製字第006047號),成為台灣首例應用金屬積層製造技術拿到第二級脊椎長期植入物醫療器材許可證的案例,是為產官學研醫合作的最佳模式—把開發研究留在學界,並將量能實際應用到產業界。

 

MDIC導入3D列印的歷程?在導入前與導入後對研究產生什麼影響?

3D列印從十年前就因為一些專利的通過開始逐漸蓬勃發展,而MDIC從2012開始就陸續採買許多3D列印的設備,進一步培養專業的人才來做設計與模擬、產業應用等。而Formlabs的Form3也是MDIC在研究時非常仰賴的,Form3對於較為精密的物件可以有很好的品質—「它的精度很高、簡單易用、穩定性高,且還有非常豐富的樹脂材料,能夠達到我們研究與驗證的要求,像是微流體應用、導管應用、或者支架的應用等。」—翁博士提到。


3D列印之於防疫:翁博士研製的全血分離平台


3D列印對於這次的疫情扮演著非常重要的角色,不管是3D列印口罩減壓片、3D列印鼻咽檢測拭子、3D列印呼吸閥等,都是讓我們度過疫情的一大助手。而MDIC的翁博士團隊也研發了全血分離平台。

 

MDIC發現亞熱帶或熱帶的國家有許多傳染病像是登革熱或腸病毒等,而這些都是需要做外篩檢驗的,而這次的新冠肺炎,初期症狀有像是發燒、身體不適等,一開始其實很難判斷是登革熱、流感或者是新冠肺炎,而這樣的快篩都是需要血液中的血漿或血清來做檢驗。要將血液分離成血漿與血清是需要離心機來操作的,也因此檢測的前置作業較為繁瑣,所以翁博士希望研製這個全血分離平台,讓篩檢的流程更加簡易快速。

 

協助檢測設備較匱乏的族群:較偏遠地區、開發中/未開發國家

 

很多較為偏遠的地區是較難以取得大型檢測設備的,而雖然現在已經存在的抗體快篩號稱簡便,但還是會要求要血漿/血清分離來檢測,以避免其他干擾物質。因此翁博士研製全血分離平台,利用廣泛普及的3D列印,可以非常容易地將此檢測片列印出來,並發送給這些國家使用,讓患者可以去檢測是流感、登革熱或是武漢肺炎。


檢測片是否為一次性使用?

是的。利用微流體的技術以及過濾的方式,讓它可以同時接觸到五種快篩的病源,

 

微流體的優勢?

可攜式、個人化的檢測、較便宜、也不需要如大型的離心機所需的時間與耗電,且在做更多驗證確效後,可將檔案設計公開出來後,大家都可以自行列印使用,不管是公司或者工作室,都可以列印,進一步幫助到更多的人。

 

為了確保過濾出來的血清/血漿是符合後面的抗體快篩應用,因此需要滿多的驗證方式,例如溶血的比率、恢復率、干擾物質的驗證,這些都是開發過程中要檢視是否跟大型離心機有一樣的效果,接著再應用到抗體的快篩。全血分離的流程在10分鐘內就可以完成,接著再套用到快篩也是大約10分鐘左右,因此在抽完全血到得到抗體的結果可在30分鐘內完成。

全血分離平台之五合一的檢測方式為何?

利用特殊孔洞的設計,將全血滴入到入血口中,五種檢測分別是:登革熱的IGG/ IGM、新冠肺炎IGG/IGM、腸病毒的IGG,除了新冠肺炎外,還有其他許多疾病可以使用這個檢測片做檢測。

 

為什麼會選擇使用Form3來做全血分離平台的研究?

Form3的解析度、層厚與列印品質都可以達到翁博士在研製微流體的要求—要非常精密、細小孔洞與微米等級特徵都要呈現,且材料還有非常多種,也有通過生物相容性認證的生醫材料等,非常適合用來做精密物件的研發。

MDIC與翁博士這邊未來有什麼相關的計劃?

中心希望能做更多不同疾病的檢測,以及血液細胞的分離,如白血球、血小板等,也希望將來更精進能夠做到細胞列印,讓細胞可以長在3D列印的支架上面,以及未來可以開發像心導管等等的應用。

成大前瞻醫療器材科技中心之服務量能

 

MDIC有建立3D列印技術能量平台,也有許多對應的服務,非常歡迎各界與MDIC一起合作開發或者委託中心協助,都可以與中心聯繫來洽談合作案。


小粉絲提問:

Q:中心與國外的平台有沒有任何合作與交流?

A:中心與國際上許多一流的醫療大學都有很緊密的交流,像是越南胡志明醫藥大學、馬來西亞的馬來亞大學等,而目前翁博士正在與馬來西亞的馬來亞大學一同做研究。

Q:這個全血分離平台是否為首創研究?或者已經有其他單位做過相關研究呢?

                              A: 結合3D列印做檢測片再套用到快篩拭片—翁博士是第一位研發的。                                    

列印全血分離平台只需要一般材料就可以嗎?還是需要通過什麼認證?

A:是需要通過相關認證如生物相容性認證的,這方面的材料Form3也有提供,也因此協助了MDIC許多的研究。

 

完整訪談影片:

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