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金屬複合材料積層製造技術應用於骨融合修復醫材
椎間盤支架

沈欣欣、蔡佩宜、黃志傑、溫奕泓、楊國義、
范瑋倫、林詩萍、徐麗道、黃馨怡、曹芳海、
洪基彬、劉松河、林得耀、林敬智、黃偉欽、
莊傳勝、蔡宗汶、賴宏仁、呂明生、邱佑宗

理想骨科植入醫材產品應具有多種材料緊密連結,並同時兼具骨誘導osteroconduction /osteoinduction骨引導表面處理、複雜結構、輕量化及特定部位強化等關鍵設計,以往骨科植入物多為鈦金屬/不鏽鋼實心結構產品,無生物體中骨樑柱多孔結構以供骨質細胞生長,且其硬度較骨頭高,容易產生應力遮蔽效應、滑脫等諸多副作用。另有聚醚醚酮 (polyetheretherketone, PEEK)材質,雖有較佳之硬度,但因缺乏孔洞,於植入物及骨交界處易形成纖維化組織,無法形成穩固之骨癒合。利用最新的雷射積層(Additive Manufacturing, AM)數位智慧製造方式,開發含有內支撐仿生結構的孔隙率,複合式的一體成形方式來製作設計,使其孔洞大小可使骨細胞有效長入,新生骨質與植入醫材可緊密整合,以高分子PEEK為核心外層包覆多孔鈦合金,能有效降低金屬剛性與仍能維持植體強度,並能提升邊界骨質組織之融合效應,且多孔性結構可以提供軟硬組織於孔洞內修復,可避免傳統金屬植入物的缺點。複材AM製造技術應用於磷酸鈣生醫陶瓷與鈦合金共熔融,應用於牙根與骨釘韌帶修復生醫產品開發,具有優良骨細胞引導生長功效,達成一體化的複合醫材結構設計,建立國內相關產業轉型向更高層次之複合型醫用人工植入醫材,以協助台灣傳統產業金屬加工廠商將產業能量整合發展成為牙科或骨釘、骨內植體、彌補物、手術器械或運動醫學修復等用相關金屬、生醫高分子與生醫陶瓷植入物等醫材之產業聚落,並開拓國外利基市場。

技術優勢
‧利用3D printing發展鈦金屬與高分子複合材料之骨修復醫材,含骨釘、牙釘等,剛性較接近於人體,並可做孔洞設計,增加骨融合,已有初步臨床試驗成果與力學測試結果,包含剪力、應力分析等,具創新性。
‧研發團隊在醫材研發經驗及能量都有相當基礎,與臨床團隊合作經驗豐富,有利後續臨床驗證及推廣,目前已有應力及製程相關的專利共28件,其中9件完成技轉。
  • 學研新創 醫材器材及設備組獲獎
  • 學研新創 醫材器材及設備組獲獎
  • 工研院研發團隊合影
  • 工研院研發團隊合影
  • 薦骨鎖定固定板
沈欣欣  
學歷 陽明大學遺傳學研究所 博士
陽明大學遺傳學研究所 碩士
台灣大學農業化學系 學士
現職 工業技術研究院/生醫與醫材研究所/再生醫學技術組組長
經歷 106-迄今:工研院生醫所/再生醫學技術組 組長
103-106:工研院生醫所/複合醫材技術中心 副營運長
101-103:工研院生醫所/組織再生複合醫材技術組 組長
99-100:工研院生醫所/組織再生複合醫材技術組 副組長
研發動態
 
Innovation in Taiwan
 
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