培養腦神經外科醫師除了需要長期扎實的專業知識外，也需要累積大量的實際經驗來進行困難的手術，或是排除手術中危急的狀況。腦神經外科醫師的關鍵訓練包括利用大體老師來讓學員們有完整的腦結構概念，以及跟隨資深醫師進入手術室學習手術過程，但是大體老師的取得不易、價格昂貴、且血管形貌和真正病患不盡相同，而學員進入手術室真正執刀的機會也有限制，因此醫學界早已開始使用醫療模型做為教育訓練的一環，實施後發現對於學員的動刀自信心或是熟練度都有明顯的提升。目前醫療模型在醫學界無法普及的主要原因在於醫療模型的真實度和真正人體還是有一段差距，近年來虛擬實境與3D列印技術大幅進步，研究團隊利用這些技術開發醫療模擬器或醫療模型，提供醫療教育單位做為專業訓練的教具。目前虛擬實境的醫療模擬器相當昂貴、畫面感受和真實三維空間不同、且沒有實際動刀的觸感回饋，對於腦神經外科的學員而言，這樣的訓練感受不夠真實。利用3D列印製造醫療模型做為訓練的模擬器，列印出來的模型(例如血管)尺寸誤差大、不透明、材料無彈性，對於學員而言，這樣的模型和實際動刀面對的狀況差異還是過大，無法讓學員在情境式教學的狀況下提升專業能力。
本研究和國防醫學院三軍總醫院神經外科合作，利用3D列印、模具設計、彈性材料澆注技術，開發一專業醫療模型，可做為腦神經外科醫師訓練開顱夾除腦血管瘤手術的訓練模擬器，此醫療模型包括頭顱、腦幹、大腦軟組織、頸動脈、以及一中空、管壁厚度可控制、全透明的威利氏環腦血管(Circle of Willis)脈管系統，並在幾個腦血管瘤發生機率較高的血管區段製做血管瘤，做為訓練學員的教具。研究重點除了製做仿生模型外，並針對血管壁材料做研發，讓此醫療模型具有類真實血管的觸感以及彈性，大幅提升醫療模型的真實度。此製程開發的血管壁厚度變異係數為3.2%，血管直徑尺寸的變異係數為2% ，血管壁的彈性係數為1.8Mpa，和真實血管的彈性係數1.7Mpa相距不遠。在訓練課程中，將會利用幫浦將食用色素的液體(做為血液)打入已經固定於頭顱和大腦軟組織中的威利氏環腦血管，整個頭顱模型會固定於教學桌上，學員們必須根據不同位置的血管瘤，翻轉頭顱的角度、開顱、利用醫療鉗子翻開大腦軟組織、透過目視威利氏環腦血管再定位到血管瘤、最後利用醫療器材夾住血管瘤，完成整個訓練。

本研究關鍵技術在於開發中空、管壁厚度可控制、全透明的脈管系統，整體管壁厚度均勻度及直經均勻度相當良好，並且針對血管的管壁材料做研發，讓此醫療模型具有類真實血管的觸感以及彈性，大幅提升專業醫療模型的真實度。此製程可應用在專業醫療模型的開發、醫學及生醫基礎研究、驗證數位模擬結果等。

本研究的脈管模型更為仿生及更具手感，可應用於: (1)專業醫療教具上，訓練學員；(2)建立客製化的醫療模型，大幅提升困難手術的成功率以及做為講解手術的輔具；(3)做為醫學基礎研究用，建立立體、全透明、具彈性的仿生管脈系統，應用在血液流場可視化或是血液動力學實驗上，突破性理解管壁剪應力和血管瘤關係。