4 驚くべき医療分野での 3D プリントの使用

医療分野での 3D プリンティングの使用は、過去数十年で大幅に進化し、多くの刺激的な開発や進歩を祝う価値があります。

補綴物、バイオプリンティング、医薬品に至るまで、3D プリンティングは医療の将来にとって有望なソリューションです。

医療における 3D プリントの利点

医療分野における 3D プリンティングの最も重要な利点の 1 つは、個々の患者の特定のニーズに合わせてカスタマイズされた製品を作成できることです。補綴物、装具、および外科用ガイドは、各患者の体の形状とサイズに完全にフィットするように設計でき、器具の機能をさらに向上させると同時に快適性も向上します。同時に、生体臓器や個別化医療を複製するための 3D プリンティングの使用も急速に発展しており、各企業が 3D プリンティングを実践に導入し始めています。

3D プリントを使用してオンデマンドで医療製品を製造することにより、病院やその他の医療施設は在庫への依存を減らし、廃棄物を削減できます。これは、従来の製造プロセスへのアクセスが制限されている可能性がある、十分なサービスが受けられていない地域での医療へのアクセスを増やすのにも役立ちます。たとえば、3D プリントは、従来の製造方法を利用できない発展途上国の患者のために補綴物を作成するために使用されています。

3D プリントされた義肢および装具

従来の補綴物は、すべてに適合するフリーサイズのアプローチを使用して大量生産されることが多く、その結果、多くの患者にとって理想的なフィット感とは言えません。ほとんどの人にぴったりフィットするように設計されていますが、これらのプロテーゼが本来の快適性を欠いて、最適な結果が得られない場合がよくあります。

3D プリントを使用すると、これらの各デバイスは、患者特有の解剖学的構造とニーズを考慮して、患者の T にぴったりフィットするように設計できます。

3D スキャナーと組み合わせて、医療技術者は切断患者の断端をスキャンし、断端に完全にフィットしてデバイスの残りの部分に接続する義足ソケットを 3D プリントできます。他の状況では、義足を彫刻し、欠損した手足を正確に複製したように見えるように 3D プリントすることもできます。これにより、従来の補綴物と比較して、新しい「身体部分」が既に見慣れているように見えるため、患者にとって調整プロセスが容易になります。

カスタムフィットと快適さに加えて、3D プリントされた補綴物は従来のものよりも手頃な価格になる可能性もあります。最も基本的なプロテーゼの価格は 5,000 ドルからであるため、3D プリントプロテーゼはより快適で、より手頃な価格のソリューションとなります。

バイオプリンティング: 生きた細胞を 3D プリントする

生きた細胞を 3D プリント材料として使用するバイオプリンティングは、臓器移植に代わる手段を提供し、臓器提供者不足に対処することで、医療分野に革命を起こす可能性があります。

バイオプリンティングでは、3D プリンターを使用して、ハイドロゲルを混合した生細胞の層を足場またはゲル マトリックス上に堆積します。印刷プロセスが完了すると、細胞はその成長と発達をさらにサポートするために培養されます。

まだ開発の初期段階にありますが、研究者たちはプロセスの精度と再現性を向上させる方法に取り組んでいます。研究者らは、バイオプリンティングによって移植を必要とする人々の生活が大幅に改善される可能性があると考えています。同時に、薬物試験や毒性試験だけでなく、トレーニングや手術計画を目的とした臓器や組織のモデルの作成にも使用できます。

歯科における 3D プリントの使用

医療分野における 3D プリンティングのもう 1 つの用途は、手術器具やインプラントの作成です。 3D プリンティングを使用すると、従来の方法では製造が困難でコストがかかる、精密で複雑なコンポーネントの製造が可能になります。

最近では、医原性損傷を引き起こすことなく手術の成功率を大幅に向上させるため、歯科医は 3D プリントされたサージカル ガイドの使用を選択しています。 3D プリントされた各サージカル ガイドは、患者の口腔状態に正確にフィットするように設計およびプリントされるため、治療計画に従って歯科インプラントを適切に外科的に配置し角度を付けるのに役立ちます。さらに、3D プリントされたサージカル ガイドは、従来の製造方法よりも迅速かつ低コストで作成できるため、医療従事者がより広く利用できるようになります。

同様に、歯科インプラント用の 3D プリントも現在広く利用可能になっています。これらは、欠損した歯を補うように設計されており、個々の患者の特定のニーズや要望に基づいてカスタマイズおよびパーソナライズすることができます。この用途では、多くの場合、患者の口腔内の状態をスキャンして 3D モデル ファイルが作成されます。

3D プリントの医薬品と錠剤

薬や錠剤も 3D プリントできることをご存知ですか?研究者らは現在、3D プリンティングを使用して複数回の薬剤投与量を含む錠剤を作成し、より正確で個人に合わせた投与を可能にしています。これは、2 週間分の投薬量を特定の方法で 3D プリントできるため、摂取する必要があるのは 1 錠だけになることを意味します。これはやりすぎであり、必要ではないかもしれないと考える人もいますが、複数の薬を必要とする患者や、薬を忘れるリスクが高い高齢者にとっては特に役立ちます。

3D プリンターは、賦形剤 (安定性や生物学的利用能の向上などの特定の機能のために添加される医薬品の不活性物質) と医薬品有効成分をインクに重ね合わせて最終製品を印刷します。

FabRx のような企業は、Printlets のような 3D 印刷医薬品を開発しました。これにより、印刷パラメーターを調整することで、形状、味、色、投与量、放出プロファイルをカスタマイズできます。さまざまな錠剤の形状は、子供にとって楽しく親しみやすいものに見えるだけでなく、薬の発現時間、持続時間、および身体との薬物相互作用を制御するのにも役立ちます。

また、視覚障害のある人が薬を簡単に見分けられるように、点字や月や太陽などの模様が入った錠剤も作成した。さらに、簡単に摂取できるように、複数の異なる薬を 3D プリントして 1 つの錠剤に組み合わせたポリピルもあります。

課題

しかし、すべてが素晴らしいとはいえ、医療分野での 3D プリンティング技術の広範な導入を制限する重大な課題がまだいくつかあります。その 1 つは、ほとんどの 3D プリンターがヘルスケア分野の適正製造基準をまだ満たしていないことと、3D プリンティングに適した賦形剤の範囲が限られていることです。さらに、一部の医療提供者にとって 3D プリンティングの学習曲線は法外な場合があり、必要なテクノロジーとトレーニングに巨額の投資が必要になります。

現時点では、3D プリント医療製品の安全性と有効性を評価するための確立された規制枠組みも存在しないため、これらの 3D プリント製品の使用を承認することが困難になる可能性があります。

結論として、医療分野における 3D プリンティングにはかなりのメリットがあり、将来は非常に明るいですが、この開花した分野が世界的に受け入れられ、適用されることを保証するには、依然として厳格なテストと研究が必要です。