あの、ゆるやかな日々。

それでは、実際にどのようにして医療分野へ3Dプリンターが利用されているのでしょうか。ここでは、医療分野での代表的な3Dプリンターの使い道についてご紹介します。

なかには、応用として3Dプリンターの利用方法を検討されているものもあります。今後の研究によっては、ここでご紹介しているもの以外にも、さまざまな使い道が発見されるかもしれません。

臓器や骨モデルによる手術支援
3Dプリンターは、臓器や骨モデルの造形をすることで、手術のアプローチの検討や、手術前のチームメンバーの打合せ材料として利用できます。

臓器や骨モデルは、CTやMRI画像の2次元データを統合し、3次元化したものを利用して製作が可能です。そのためモデルの製作はスムーズに行えます。

昨今の3Dプリンターは、高い造形精度を有したモデルもラインナップされているので、精密な臓器や骨モデルの製作に対応できます。これらのモデルが精密であるほど、シミュレーションも正確になり、手術の安全性が向上します。

医学教育用のシミュレータ
3Dプリンターの長所である試作品製作能力が、医学教育用のシミュレータ製作に貢献した事例があります。ここでご紹介する医学教育用のシミュレータは、医学生や看護師が現場で活躍する経験値を積むために、採血・頸動脈の視診・動脈の触診などを行えるモノを指します。

医学教育用のシミュレータは、メーカーだけである程度のところまでは製作できるものの、専門的な部分は医師などの専門家が監修を行い、細かいチェックが行われます。完成度の高い製品を提供するため、チェックの工程で身体の部位を何度も作り直す必要がありますが、精度の高い3Dプリンターを利用することで、スピーディーに試作品を用意でき、すぐに問題点を洗い出せるようになります。

これにより、人体モデルをより人に近い形で製造できるようになり、結果的に高い技術力を有した医療従事者を現場に送りだすことが可能になります。


患者や家族へのインフォームドコンセント
インフォームドコンセントとは、患者や家族が病状や治療について理解し、医療職も患者や家族の意向や状況の説明を受け、どのような治療を行うのかを情報共有し、全員が合意するまでのプロセスを指します。

医療現場では、医師が治療を行うにあたり、患者へ適切な説明を行い、理解を得なければなりません。ただし病状の内容が複雑なものだと、言葉だけで説明しようとしても、患者側は理解しにくい場合があります。

このようなときに、3Dプリンターで説明に必要な部位のモデルを用意していれば、患者への理解が深まるようになり、治療の同意も得られやすくなります。また、実物の形状に似たモデルを手に取って説明することで、担当医と患者でコミュニケーションが取りやすくなり、より高い信頼感が得られるようになります。

人工臓器などへの応用
3Dプリンターは、人工臓器などの再生医療に活用できるのではないかと検討・研究がされています。

大阪府吹田市にある国立循環器病研究センターでは、心臓の中で血液の逆流を阻止するための「心臓弁」を代替できる「人工心臓弁」の開発研究が行われています。人工心臓弁のひな形となるシリコン製物体の造形に、精度の高い3Dプリンターが採用されており、多くの試作品を生み出しています。さらに、患者の心臓弁の形状を3D撮影し、そのデータを元にオーダーメイドの人工心臓弁を作る方法も可能と言われています。

また、応用として、心臓に栄養を与える冠動脈のような2～3mmの細い人工血管や、「ステンドグラフト」と呼ばれる、人工血管の回りにバネ状の金属を取り付けたモノを、3Dプリンターで作れる可能性があるとの見解もされています。


義手・義足の製作
義手や義足は、装着する部分の形状が各々で異なるほか、細かな調整も必要とするので、オーダーメイドでの製作が求められるものです。また、成長や生活習慣などに合わせて、義手や義足の調整を行う場合もあります。

そのため義手や義足は、通常では大きくコストがかかりますが、3Dプリンターを用いて製作することで、コストを削減できるようになります。義手や義足の価格が高いために、これらを必要としながらも購入を諦めていた方に、少しでも普及できるような取り組みがされています。

装着部位の形状は、3Dスキャナーを用いて使用者に合わせた形状に製作するだけでなく、コンピューターでシミュレーションを行い、構造を最適化して、優れた強度と軽量性を両立する研究も進められています。

歯科医療での歯列模型や型製作
3Dプリンターは、歯の治療で必要な歯列模型やマウスピース用の型製作にも採用されています。3Dデータは、口腔内スキャナー・CT・MRIなどから取得して3Dプリントを行います。

従来の方法では、作業者の習熟度により製品の仕上がり具合に影響が出ることもありますが、スキャナーや3Dプリンターなどの機器を用いてシステム化することで、均一な仕上がりの製品を供給することが可能です。

精度の高い3Dプリンターであれば、複雑な形状の模型を造形できるため、歯科医療においても、手術支援やインフォームドコンセントに利用されています。

また、口腔内スキャナーで得たデータから義歯を作る技術も研究されつつあります。3Dプリンターは、造形スペースに収まる範囲であれば、複数のモデルを同時に作れるほか、オーダーメイド品の製造に適しているので、義歯製作との相性にも優れています。

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