個別化医療における3Dプリンティングの応用:患者特有のインプラントの作成

個別化医療 は精密医療とも呼ばれ、その核心は患者特有の医療処置にあります。3Dプリント技術はカスタム生産の性質上、個別化医療において広く利用されており、今後もますます活用されるでしょう。人それぞれに個別の体のサイズがあります。個別化医療とは、医療処置が個々の患者の体のニーズや要件に正確に合わせて調整されることを意味します。 3Dプリントは、個別の形状やサイズを持つ物体の作成を可能にし、個別化された体内インプラントの製造過程にうまく応用できます。 

3Dプリントが個別化医療で成熟した応用例は、膝関節炎の痛みを抱える患者のための整形外科用膝関節インプラントの製造です。患者は壊れた元の膝関節を新しい人工関節に置き換えることを計画しています。 

▲人間の膝関節の病気

Human's Knee joint illness


▲人間の元の膝関節(左);置換後の膝インプラント(右)

3Dプリンターはどのように体内インプラントの製造を助けるのか?

個別化医療における3Dプリント。3Dプリント技術はどのように個別化インプラントの作成を可能にするのか?このような3Dプリンターは、体内インプラントの個別化されたワックスモデルを作成することができ、これらのモデルは後続のインベストメント鋳造(実際の金属製体内インプラントを製造する方法)の出発点となります。 インベストメント鋳造が3Dプリント技術から得られる利点についてもっと知ることができます。 

膝インプラントの製造方法について、従来の方法と3Dプリントによる方法の比較を以下に示します。

従来の方法:

1. 膝のサンプルを手作業で多段階に作成する;
2. 一般的な膝のワックスモデルを取得する;
3. 一般的なワックスモデルを用いて鋳造と成形を行う;
4. 一般的なサイズ・形状の金属インプラントを仕上げる;
5. 患者の大腿骨をインプラントに合わせて切断する;
6. インプラントの適合が悪いと手術後に患者が痛みを感じる可能性がある。

3Dプリントによる方法:

1. 患者の膝のCTスキャンを撮る;
2. CTスキャンに基づいて患者特有のデジタル膝モデルを作成する;
3. 3Dプリンターを使ってワックス膝モデルを印刷する;
4. 個別化されたワックスモデルを用いて成形と鋳造を行う;
5. 患者の骨の曲率に適合した最終的な個別化金属インプラントを作成する。
6. 良好な骨の覆いを実現し、硬直や患者の痛みを軽減する。

個別化されたワックスモデルにより、最終的に作られる実際の膝インプラントが患者の脚の骨に正確に適合します。個別化医療における3Dプリントを使用することで、患者はインプラントが大きすぎたり小さすぎたりすることを心配する必要がありません。 

中国の医療会社における実際の3Dプリント事例を見る

2023年6月初旬、中国の蘇州市にある医療会社がFlashforgeに連絡し、ワックス膝モデルの迅速な製造を依頼しました。特定の3Dプリント技術を活用して、 Flashforge は医療機器会社のために6個の個別化されたワックス膝インプラントを3Dプリントしました。

1. Flashforgeサービスセンターのスタッフが膝モデルを3Dプリンターソフトにインポートしました。

slicing software

▲患者特有の膝インプラントの6つのデジタルモデル

2. FlashforgeスタッフはFlashforge Wax 3Dプリンター - WaxJet 400を使用してこれらのモデルを3Dプリントしました。

3d printed mold

▲3Dプリント出力物:6個の個別化されたワックス膝インプラント

3. 3Dプリントされたワックスモデルを出発点としてインベストメント鋳造を行いました。

個別化医療における3Dプリント。ワックスモデルを入手すると、この会社はすぐにインベストメント鋳造プロセスを進め、わずか数日で金属製膝インプラントの製造を完了し、予定期間を丸1週間短縮しました。

3d printed parts

▲インベストメント鋳造の準備   ▲最終的に完成した実際の金属膝インプラント

4. 以下は金属膝インプラントが患者の大腿骨にどのように装着されたかの説明です。

The final product is good in usage test

▲最終製品は使用テストで良好な結果を示しました

個別化インプラント製造における3Dプリントの利点

精密医療機器の提供に注力する医療機器会社にとって、

1. 3Dプリント技術は医療機器を個別に製造することを可能にします。
2. 個別に製造された機器は患者に正確に適合し、術後の合併症が少なくなります。
3. 3Dプリントは機器製造の時間とコストを削減します。
4. 3Dプリントは廃棄物と人的ミスを減らし、生産効率と品質の安定性を向上させます。
5. 3Dプリントプロセスはオンラインで監視・調整可能で、生産の柔軟性と制御性を高めます。

個別化医療に利用可能な3Dプリンター

WaxJet 400は、特に整形外科分野の個別化医療のニーズに応えるために設計された画期的なワックス3Dプリンターです。この最先端の3Dプリンターは、高速かつ高精度で膝、股関節、脊椎、さらには頭蓋骨のインプラントの詳細なワックスモデルを迅速に製造します。

wax 3d printer - waxjet 400

▲ Flashforge ワックス3Dプリンター - WaxJet 400

これらのモデルは医療専門家によって患者の独自の解剖学的構造をよりよく理解し、個別化治療の計画を立てるために利用されます。速度、精度、材料の柔軟性を備えたWaxJet 400 3Dプリンターは、高精度なワックスモデルを迅速に製造する効率的なソリューションを提供し、医療専門家が整形外科治療を進歩させ、患者の治療成果を向上させることを可能にします。

世界中の医療会社の皆様、このようなワックス3Dプリンターを個別化医療機器の製造に応用することに興味がある場合は、どうぞ お問い合わせください。当社のサービスチームが最大限の温かさをもって有益な情報を提供いたします。引き続きFlashforgeワックス3Dプリンター - WaxJet 400の概要をご覧ください。

ワックス材料の供給

患者特有のインプラントモデルの3Dプリントには特定の材料が使用されます。Flashforge WaxJet 400は、Flashforgeが特別に開発した ワックス材料 を供給材料として使用し、印刷モデルの高精度と滑らかな表面仕上げを保証します。 

wax 3d printed mold

▲Flashforgeの青いワックス材料で3Dプリントされたモデル

高精度3Dプリント

高精度3Dプリント:WaxJet 400は卓越したディテールを実現するよう設計されています。±0.04mm/20mmの寸法精度を誇り、整形外科、歯科、ファッション高級品、工業部品における個別化された複雑なモデルの3D製造を可能にします。

ユーザーフレンドリー

ユーザーフレンドリーなインターフェース:個別化医療用のワックス3Dプリンターは直感的なインターフェースを備え、3Dプリントの経験がないユーザーでも印刷プロセスを簡単に行えます。

高速3Dプリント

Flashforge WaxJet 400は3つのプリントヘッドを同時に装備しており、印刷速度を3倍にします!つまり、ワックスモデルの印刷時間を大幅に短縮できます!

まとめ

Flashforgeの3Dプリンターは患者の体内インプラントの個別化されたワックスモデルを作成することができます。3Dプリントされたワックスモデルは正確に個別化された形状とサイズを持ち、最終的に作られる医療機器が患者に正確に適合することを可能にします!これが個別化医療における3Dプリントの活用方法です。

Get a Quote or Free Sample

Need more information?
Please leave your inquiry details for a chance to get a free sample print, and we will respond within 24 hours.