四維列印智慧型生醫支架於生物醫學之應用

在工業4.0 及健康4.0 時代，科技能力的提升，為目前之重點。而於智能化、綠能化，生醫化的 今日， 3D 列印技術已無法滿足目前需要。2013 年Tibbits 首先提出將一種新穎的材料組合用3D 列 印機，創造一種線狀物體，其放入水中時，能改變形狀；他定義3D 列印加上時間，即為4D 列印。 形狀記憶材料也已發展30 年，其有形狀記憶高分子，形狀記憶金屬，形狀記憶陶瓷及形狀記憶複合 材料，其在不同刺激下(水、光、熱、電、磁、pH 等)會變形，因此以形狀記憶材料配合4D 列印，即 可創造出4D 列印未來的春天。 本研究結合形狀記憶材料配合3D 列印技術，以期製造出4D 多孔生醫支架，作為骨修復之用。 本計畫預期以聚乳酸(PLA)為基材，混合不同比例之石墨烯，利用3D 列印中的改良式熔融沉積製程 (Fused deposition modeling, FDM)製造出多孔3D 生醫支架，並以外加電場或熱源來改變3D 生醫支架 之形狀，因此發展出4D 列印技術。本計畫主要探討在不同比例的石墨烯之4D 多孔生醫支架，在不 同電場強度(電壓)或不同熱源強度(溫度)下如何變形，在電場或熱源不作用時又如何恢復原形；當然也 討論其孔隙率、強度、降解性、表面性質(如親疏水性)，最後並以培養MG 63 類骨母細胞及間充質幹 細胞於4D 多孔生醫支架，研究其生物相容性。 關鍵字: