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治療…3Dプリンタ利用想定 - 3D Printer for Treatment -

3D CE

 医療現場で行われている診断と治療。その治療において3Dプリンタはどのように使われている、あるいは使われていくでしょうか。

 私見も入りますが、治療現場で使われる3Dプリンタについて順番に紹介していきます。

Medical care is a diagnosis and treatment.
What is the method to utilize a 3D printer for treatment?
This site gives an outline by the applied method of the 3D printer to treatment.



治療器具

治療3D

 治療にはさまざまな器具が使われます。大別すると医師らが取り扱う器具と、患者自らが扱う器具があります。

 数として多いのは医療従事者が扱う治療器具ですが、個別性を要求する器具は患者が扱う器具に多く潜在しているかもしれません。

 ドラマでもお馴染みの『メス』から始まる手術。実際はメスと言っていないかもしれませんが、鋼製器具と呼ばれる手術用器具はたくさんあります。

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にぎり

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 『握る』という操作は基本的です。
 手術器具を握る、機械のアームを握るといったシーンは日常茶飯事です。

 握る『手』は多様であり、加える力の加減も様々、手術中のようにWetの環境もあれば操作室で微調整する場合などはDry。
 握られるモノは、医療機器メーカーが用意した通りに合わせるというのが普遍化していますが、最高のパフォーマンスで治療をするためには『握る』という場面を再考する必要があると思います。

 患者においてもペン型注射器を握る、ベッドの手すりを握る、分娩時などいきむ・りきむときに握る、安心のために何かを握る、献血など血を出しやすくするために握る、などなどと思い浮かべるシーンは多種多様です。

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先端

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 カテーテル治療や内視鏡治療など細径の管を介した治療法が増加する中で先端形状の多様化が求められています。
 従来からある外科手術の現場でも、先端形状の多様化は未だに充足されていません。

 現場では医師が曲げ伸ばしして"shape"します。
 鋼製器具やガイドワイヤーなどは医師の手先で曲げられる物があります。
 反対に、曲げられない物もあります。曲げられない物の方が多いです。

 先端の自在加工、テーラーメイド先端器具ができれば、治療の質はもっと高まる可能性があります。

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ポート・コネクタ

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 無菌状態で生体に合ったポートは理想です。
 最近では抗がん剤治療を始めるにあたり針を刺さないでも点滴ができるように皮下埋込(植込)型ポートが体表に造設されます。こうした物は当然ながら既製品であり、患者ごとに製造されることはありません。

 体表も体内も患者ごとに形状が違います。同じ患者でも治療開始後1年も経てば体重の増減もあります。
 こうした経皮的デバイスの最大の敵は感染や炎症です。デバイスを生体が異物と判断すれば追い出そうと炎症が起こります。炎症により皮膚とデバイスに隙間ができれば感染しやすくなります。炎症が無くても隙間があれば感染しやすくなるので形状が重要になります。
 異物反応は患者毎に異なるものなので、大きく分ければ金属or樹脂の違いでも異物反応を回避できる場合があり、素材の選択性は重要です。

 デバイスを取り付ける体表を3Dスキャンし形状を決定、パッチテストで異物反応が少ない素材を選択、適正な材料で適正な形状の患者に最適なテーラーメイドデバイスを造形することができれば良いことづくめです。

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my針

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 血管の走行は人それぞれ、一人の人の中でも場所によって太さも流れ方もそれぞれです。

 血液透析や献血では比較的太い針を刺します。入院中には比較的長い留置針を刺します。

 血管の走行に合った針があると、刺入部から血管に入ったあとで、血管に沿って走行させることができます。

 針は先端の研磨が皮膚を突き破る抵抗に関与し、それが患者の痛みにも作用すると言われていますが、いずれはそうしたディテールも3Dプリンタで造形できるようになるのでしょう。

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代替臓器・人工臓器

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 私たちが研究開発に用いているフィラメント素材はポリ乳酸(PLA)ですがこれは生体吸収性がある材料、つまり体内に留置したらいずれ体内から無くなってしまう材料です。

 機能不全に陥った臓器を代替する治療法は数多くありますが、体外で行われるこのが多くあります。3Dプリンタで生体内で生体機能を代行できれば、通院頻度の減少や生活制限の軽減にも期待がかかります。

 埋込デバイスについては他のページで詳しく説明しますが、体内に植え込んでしまう取り組みも始まっています。

 実質臓器をつくる方法、臓器をつくる手伝いをする器材をつくる方法、いずれにしても3Dプリンタが臓器をつくる場面に活用されることは多くなりそうです。

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模擬臓器・修練臓器

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 既に応用されている分野です。

 医療従事者が修練するために使われる場合が多いですが、難しい手術の前に医療チームで患者の心臓などをCT/MRI画像から再現し、シミュレーションする使い方もなされています。

 トレイニーは医系学生にも広がります。日本だけでも毎年10万人近くの医療従事者が誕生(免許取得)している背景があり、世界を見渡せば相当数になります。

 子育て中の思わぬ事故や病気についても、こうした器材を通じて習得することで、安心する親御さんもいるかもしれません。

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リハビリテーション

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 手指のリハビリテーションは気の遠くなる作業が伴います。
 箸を使う、物を取るという作業のリハビリは患者にとって相当に苦労が伴うため、回復するまでの間は治具を使います。

 持ちやすい食器、握りやすいペン、押しやすいボタンなど患者個々に作られる治具を3Dプリンタで提供する試みは既に始まっています。

 3D-PTや3D-OTは既にたくさん居られるかもしれません。

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インプラント

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 インプラントについては別ページで紹介しています。

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3D Printer Mediator3D

5-10-13, Noma, Itami, Hyogo
www.3dprinter.ampita.net
3D printer mediator of the health care field.