付加技術: 医療業界におけるカスタマイズ時代の到来

医療業界の魔法: 付加技術の登場

医療技術が個別化された精密なケアに向けて進化するにつれ、積層造形 (3D プリンティング) は、その柔軟なカスタマイズ機能とラピッド プロトタイピング機能により、医療業界の診断および治療モデルを再構築しています。

医療モデル: 病気に対する「視点」

付加技術の主な用途は、医療モデルの作成です。これらは医師にとって「視点」のような役割を果たし、体の複雑な内部構造の 3 次元ビューを提供します。-整形外科では、医師は 3D プリントを使用して、CT または MRI スキャンから取得したデジタル医用画像を正確な物理的な骨モデルに変換します。

重慶大学付属病院はかつて、高所から転落して全身に複数の骨折を負った高度対麻痺患者の治療に 3D プリントを使用しました。-患者の複雑な状態により、すでに C3 骨盤骨折があったため、生活の質を向上させるために複雑な骨盤再建手術が必要でした。-このリスクの高い処置に直面して、医師たちは 3D プリントを使用して患者の骨盤構造を正確に複製し、実物大の物理モデルを作成しました。-この 3D ナビゲーション システムを使用することで、医療チームは完全な術前リハーサルを実施することができました。モデル上で骨折整復プロセスをシミュレートし、骨折形態に基づいて内固定プレートをカスタマイズし、ネジの挿入経路を正確に計画することができました。最終的に、3D プリンティング モデル技術の画期的な進歩のおかげで、彼らはこの困難な手術を成功裏に完了しました。

医療用3Dプリンティング技術

この 3D モデルは、医師-とのコミュニケーションにおいても独特の役割を果たします。従来、診断で提示されるあいまいな 2 次元画像は、3D プリント モデルを通じて有形の 3 次元表示に変換されてきました。-患者とその家族は病変を直接観察することができ、人体構造に対する独自の視点を得ることができます。この視覚的なプレゼンテーションは、患者が自分の状態について理解を深めるだけでなく、医師と患者の間の効率的なコミュニケーションの架け橋となり、治療計画へのより深い理解と協力を可能にします。

Xinmai医療心臓モデル

心臓手術に伴う高いリスクに対処するため、UnionTech は SLA（固体光増幅）技術を使用して高精度の心臓モデルをプリントし、医師による術前の経路計画を支援します。{0}このモデルは大動脈弁置換術などの複雑な手術に適用され、術中の不確実性が大幅に軽減されています。

付加技術

医療用矯正器具とガイド: 手術における「目に見えないアシスタント」

医療用ブレースとガイドも医療機器において不可欠な役割を果たします。彼らは手術における「見えない助手」のようなもので、静かに重要な役割を果たしています。診断から治療、手術支援から患者の回復に至るまで、それらは不可欠です。

上海第九人民医院口腔科の腓骨再建下顎手術ガイドを例に挙げてみましょう。下顎腫瘍は口腔および顎顔面の外科手術でよく見られます。腫瘍切除後、下顎の欠損がしばしば発生し、患者の顔の外観と機能に重大な影響を与えます。従来の腓骨再建手術は皮弁を切除した後に行われるため、下顎の輪郭を正確に再建することが困難でした。しかし、付加技術を使用すると、外科医は専用ソフトウェアを使用して、患者の CT データに基づいて下顎腫瘍切断ガイド、下顎断端外固定接続ガイド、腓骨骨切りガイド、腓骨の整形および位置決めガイドを設計できます。

手術中、外科医はまず下顎腫瘍と骨切りガイドに必要な骨表面を露出させました。その後、骨切りガイドを挿入して骨切り術を行い、下顎腫瘍を完全に切除しました。腫瘍切除後、下顎断端創外固定器ガイドを使用して両側の下顎断端を接続し、安定した咬合関係を確立しました。次いで、従来の外科技術を使用して、椎弓根を無傷のまま、遊離の腓骨筋皮弁を採取した。次いで、骨切り術のために腓骨切断ガイドを挿入した。微調整後、腓骨整形ガイドを配置し、続いて椎弓根を切断して下顎欠損部に移植しました。-微調整の後、腓骨皮弁は下顎断端に内部で固定されました。-

このアプローチにより、手術の精度が大幅に向上します。デジタルサージカルガイドを受けた患者と従来の手術を受けた患者を比較した研究では、ガイドグループの腓骨形成時間が対照グループよりも有意に短く、腓骨皮弁の平均虚血時間も有意に短かったことが示されました。研究グループが実際に行った手術のCT再構成画像と模擬手術のモデルを比較したところ、顎の位置の平均誤差は約1.5mmだった。術後、患者の顔貌と咬合機能は良好に回復した。

蓮治病院の神経針ガイド

UnionTech は、Lü Jianwei 教授のチームと協力して、神経針調整手術 (SNM) 用の針ガイドを開発しました。患者の CT データに基づいてカスタマイズされたこのガイドは、手術中に針の経路を正確にナビゲートし、神経損傷のリスクを軽減します。現在、泌尿器科で広く使用されています。

サージカルガイドは、正確な手術に不可欠なツールとして認識されています。

医療用インプラント：人体の「カスタマイズされた部品」

医療用インプラントは、人体に合わせた「部品」のようなものです。特定の組織が損傷した場合、それらはそれらを置き換える重要な役割を果たすことができます。積層造形技術は、医療用インプラントの製造においても独自の利点を実証しています。

チタン合金インプラントは、一般的なタイプの医療インプラントです。たとえば、股関節インプラントを考えてみましょう。寛骨臼は股関節の重要な構成要素であり、寛骨の側面の中央に位置します。それは直径約30-50mmの深い半球状の凹面構造です。 Muees 430 機械は積層造形技術を使用して、チタン合金から寛骨臼を一体的に製造できます。この 3D プリントされた股関節インプラントは、患者の特定のニーズに合わせてカスタマイズできます。-ポーランドの病院は、以前の鋼製プロテーゼで合併症を患った患者のために人工股関節を 3D プリントしました。-医師はまず X 線と高解像度 CT スキャンを撮影して骨盤と股関節の 3D モデルを作成し、患者の骨盤底の欠陥や損傷を評価しました。エンジニアと整形外科医のチームの協力により、インプラントは患者のニーズに合わせて正確に調整されました。さらに、このインプラントの寛骨臼コンポーネントは、チタン、カーボン、シリコンのオープンポアコーティングでコーティングされています。-これは患者の自然な骨構造によく似ており、抗菌性があり、インプラント構造内への骨の内部成長を確実にし、患者の迅速な回復を助けます。

チタン合金インプラントに加えて、高温 PEEK インプラントにも重要な用途があります。{0}頭蓋再建手術中、医師は CAD ソフトウェアを使用して、患者の CT スキャン データに基づいてカスタムの頭蓋骨片を設計します。これらの部品は、高性能 PEEK 素材を使用した FDM (溶融堆積モデリング) テクノロジーを使用して 3D プリントされます。- PEEK は優れた機械的特性、高温耐性、耐食性、人体との生体適合性を備えており、頭蓋骨の再建に使用した場合の拒絶反応や感染のリスクを軽減します。{6} Kangtuo Medical は、独自の研究と技術革新を通じて、高度なレーザー溶融堆積プロセスを使用して PEEK 粉末を層ごとに溶融および堆積させ、積層造形 PEEK 技術の工業化を成功裏に達成し、国内の医療機器産業の発展を強力にサポートしています。

医療ツール: 医療イノベーションの新たなエンジン

医療器具は、人体に直接的または間接的に使用されるアイテムであり、医療行為において重要な役割を果たします。付加技術は医療機器の製造にも革命をもたらしました。外科用切断ツール、血管ステント、医療用コネクターが 3D プリンティングを使用して製造できるようになりました。

乳房吸引プローブを例に考えてみましょう。この低侵襲手術器具は、疑わしい乳房病変の生検や良性乳房病変の低侵襲切除に使用されます。三角形の刃先と針先が特徴です。従来の乳房吸引プローブには製造上の制限がある場合があります。しかし、Muees 430 機械とチタン合金を使用した積層技術を使用すると、わずか 0.35 時間で製造できます。この 3D- プリントされた乳房吸引プローブにより、より正確な設計と製造が可能になります。刃先と針先の形状は特定のニーズに基づいて最適化できるため、穿刺と切除の効率が向上し、患者の乳房組織への損傷を最小限に抑えることができます。さらに、3D プリントによりプローブのカスタマイズが可能になり、各患者の乳房の構造や状態に最適なプローブを作成できます。

別の例は、尺骨骨折を固定し、正常な骨機能を回復するために使用される尺骨および橈骨プレートです。積層造形技術を使用して製造された尺骨および橈骨プレートにも、独自の利点があります。患者の骨折部位の特定の形状とサイズに合わせてカスタマイズできるため、骨によりよくフィットし、より安定した固定が得られます。 Muees 430 機械を使用して、尺骨および橈骨プレートをチタン合金から製造しました。サンプルの寸法は 60 x 31 x 7.7 mm、印刷時間は 0.63 時間でした。. 3D-印刷された尺骨および橈骨プレートは、軽量化して患者の負担を軽減しながら十分な強度を確保するために構造的に最適化することもできます。

医療歯科: 「個別化された」口腔衛生

歯科分野では、積層造形技術が個別の診断と治療における革新の波をリードしています。従来のシリコン型取りプロセスでは、完了までに 3 日かかることがよくあります。{1}現在、口腔内 3D スキャンと積層造形技術の共同イノベーションにより、型作成プロセス全体がわずか 2 時間に短縮されました。{4}}この技術的進歩は、効率の飛躍的な向上を達成するだけでなく、デジタル モデリングにより、手作業による印象採得に伴う変形エラーの可能性を回避し、ミクロン レベルの精度で口腔構造の特徴を完全に捕捉します。{6}}

医師は、正確なデジタル モデルを活用することで、インテリジェントな設計プラットフォームを利用して、修復物の咬合構造、形態学的プロポーション、および審美的な詳細を包括的に調整できます。たとえば、3D プリンティングは総義歯床を患者固有の口腔生理機能に完全に適合させ、修復物と軟組織の間のシームレスな移行を実現します。特に独創的な 3D プリンティングは、天然歯のエナメル質の光沢の変化と質感の詳細を修復表面に複製することができ、機能性と生体模倣の美しさを組み合わせた口腔修復ソリューションを生み出すことができます。

目に見えない歯科矯正における技術的進歩もマイルストーンです。従来の金属ブラケットに伴う視覚的負担や異物感と比較して、3D プリント技術を使用して製造された透明なアライナーは、シームレスな矯正歯科の新時代をもたらします。各アライナーは患者の歯の 3D モデルに基づいて個別に成形され、ほぼ目に見えない状態を維持しながら、正確な機械的計算により徐々に歯を動かすことが可能になります。{4}}この革新的な治療ソリューションは快適性を向上させるだけでなく、患者の信頼と治療への継続的な遵守を大幅に強化します。