許多乳癌患者會在切除乳房後，選擇接受重建手術。常見的做法，包括：塞鹽水或矽膠囊袋的「人工乳房植入」、類似剪貼概念的「游離皮瓣重建」，以及猶如把奶油灌進泡芙的「自體脂肪移植」，都是採用填補替代物的手段，而非讓身體的組織重新生長出來。這些方法有時會出現囊袋收縮、組織捐贈部位併發症，或是不均勻的脂肪再吸收等問題，而且不是每個病患都適合。[1] 為此科學家正在利用 3D 列印可生物降解的人工結構，加上病患的自體組織，企圖開發造型美觀，且觸感自然的重建乳房。
3D 列印乳房重建的步驟
目前不少研究團隊嘗試重建乳房的方向雷同，大致上得經過下列幾個步驟：首先，搶在乳癌病患尚未動手術之前，先做 3D 掃描，記錄先天乳房的樣貌。澳洲 Translational Research Institute （簡稱 TRI ）的團隊特別聲明，他們使用的技術沒有放射線，不會增加療程風險。接著，根據掃描的結果，在電腦裡客製化想要重建的乳房尺寸與形狀。然後將設計圖傳輸到 3D 印表機，準備列印。[1]
塑造乳房形狀的彈性結構，講求可生物降解，例如：法國 Healshape 公司採用水凝膠；以色列 CollPlant 公司從菸葉中萃取膠原蛋白；[2] 而澳洲 Metro North Health 和昆士蘭科技大學，則都偏好製做可吸收縫線的聚己內酯。[3-5] 無論是什麼材質，目的都是建構讓組織順著長成後，能被身體吸收的模架（scaffolds）。法國 Lattice Medical 公司把造型設計得像個網面空心罩杯，方便盛裝填充物；[2]澳洲的 TRI 和 Metro North Health 以及法國的 Healshape 等團隊，則把它印成網格層疊的實心半球，有助身體組織攀附。[1-3] 模架做好之後，就可以開刀將它放進胸部，再放置或注入填充物，例如：帶血管的脂肪組織或自體脂肪幹細胞等。[1, 2] 相較於傳統的自體脂肪移植，模架能夠防止脂肪再吸收，免得好不容易做好的新乳房又消下去。[3]
2016 年《科學報告》期刊上，有個動物實驗的照片和圖說，把上述的程序介紹得一目瞭然。當時研究團隊抓了兩隻母的迷你豬，來頂替女性人類。想看看在牠們身上，建立人工乳房的效果。[6]
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a. 從乳房模架的局部放大圖，可見網狀結構盤根錯節，但中間留有孔洞。[6]
b. 從迷你豬的腹部抽脂。[6]
（c. 和 d. 展示該結構有無灌入填充物的差別，[6] 但在實際手術中，應該是發生於病患體內，不可能看得到。）
e. 正在將迷你豬的自體脂肪，灌進早已植入牠體內的模架。[6]
f. 研究團隊自認傷口縫合後，照片中的成品像個相當自然的乳房。[6]
圖／參考資料6，Figure 2（CC BY）
手術完成 24 週後，研究團隊又把該模架拔出來觀察。[6] 由於畫面更加血腥，這裡便不再分享了。當然若是在人體裡的可生物降解模架，植入後是不用取出來檢查的。依照使用的技術不同，快則 6 到 9 個月，慢則 1.5 至 2 年，理論上模架結構便會完全消失，體內徒存新長出來的組織。[2, 3]
3D 列印乳房重建的發展進度
2016 年的時候，就已經有科學家嘗試植入模架，引導乳房組織重生。不過，當時的材質無法生物降解，而且成功率僅五分之一。現在這種可以被身體吸收的模架，算是重大進展，雖然還不清楚患者實際的感受如何。[2] 從媒體報導和政府發佈的新聞稿來看，不少相關研究計劃都在 2022 年 7 月，剛進入人體試驗階段。[2-4] 澳洲 Metro North Health 的團隊，號稱全球第一個完成此手術，但目前也只有 1 名受試者。假使一切順利，他們期望未來能招募 15 至 20 名女性，參與正式的第一期臨床試驗。[3]
參考資料
- Advancing Breast Tissue Engineering into Clinical Practice Utilising 3-Dimensional Scanning And Bioprinting Techniques (Translational Research Institute, accessed on 04 AUG 2022)
- Goodbye silicone? A new era of breast reconstruction is on the horizon (The Guardian, 03 JUL 2022)
- World-first breast implant trial in Australia aims to provide safer alternative to silicone (ABC News, 04 AUG 2022)
- Metro North Health delivers world-first breast scaffold surgery (Queensland Government, 04 AUG 2022)
- Cometta S, Bock N, Suresh S, et al. (2021) ‘Antibacterial Albumin-Tannic Acid Coatings for Scaffold-Guided Breast Reconstruction’. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 9, 638577.
- Chhaya, M., Balmayor, E., Hutmacher, D. et al. (2016) ‘Transformation of Breast Reconstruction via Additive Biomanufacturing’. Scientific Reports, 6, 28030.
