最新の3Dプリンティングによる医療の進歩は、生体組織の製造、個別化された解剖学的モデル、低コストの手術器具の製造など、現実的で実用的な医療ソリューションを提供します。
業界も急速に動いています。 3Dプリント医療機器の世界市場は、2023年までに22.1億ドルに達すると予想されています。
これらの画期的なアプリケーションは、ヘルスケア管理の新しい時代を象徴するもので、解剖学、構造、およびデバイスが、患者のユニークな生理学に基づいて、それぞれの患者にカスタムフィットすることができるという点で、期待に値するものです。
これらのアプリケーションの中で、いくつかの注目すべき傾向が見られます。
3D医療プリンティングの広範な研究分野は、組織の製造、すなわち "3Dバイオプリンティング "です。研究者たちは、生きた細胞組織と生体高分子ゲルを組み合わせて「バイオインク」を作り、これを3Dプリンタに投入し、シミュレーションモデルを用いて、希望のデザインになるように層ごとに組み立てていきます。
この（比較的）シンプルなアイデアが、3Dプリントによる医療の飛躍的進歩の可能性を広げます。研究者は、生体組織をイン・ビトロ（試験管内）で再現し、その特性を探る方法がこれまで以上に増えました。
癌腫瘍は進行を監視するために深く研究することができ、病状をよりよく理解するために疾患細胞をテストすることができ、複雑な心臓の解剖学を理解するために血管を再現して研究することができます。
これらのアプリケーションは、氷山の一角に過ぎません。研究者たちは、さらに一歩進んで、3Dプリンティング技術と光重合を組み合わせて、非侵襲的に組織構造のバイオプリンティングを可能にする方法を研究しています。
3D人体組織プリントの最もエキサイティングなアプリケーションの一つは、本格的な臓器移植です。この種の3Dプリントによる医療のブレークスルーには、移植のための臓器不足の解消や、臓器移植の成果の大幅な向上など、大きな意味があります。(2020年2月現在、米国だけでも111,000人以上が救命のための臓器移植を待っています。)
移植用の完全な臓器を再現することはまだできませんが、研究者たちは前進しています。科学者たちは、ドナーとなる患者の生理的特徴に合わせて少量の心臓組織を実験室で再現しました。これは、3Dプリントした完全な人間の心臓を再現するための重要なステップです。
これは、3Dプリントンを提供します。

業界も急速に動いています。 3Dプリント医療機器の世界市場は、2023年までに22.1億ドルに達すると予想されています。
これらの画期的なアプリケーションは、ヘルスケア管理の新しい時代を象徴するもので、解剖学、構造、およびデバイスが、患者のユニークな生理学に基づいて、それぞれの患者にカスタムフィットすることができるという点で、期待に値するものです。
これらのアプリケーションの中で、いくつかの注目すべき傾向が見られます。
1. 組織の製造

3D医療プリンティングの広範な研究分野は、組織の製造、すなわち "3Dバイオプリンティング "です。研究者たちは、生きた細胞組織と生体高分子ゲルを組み合わせて「バイオインク」を作り、これを3Dプリンタに投入し、シミュレーションモデルを用いて、希望のデザインになるように層ごとに組み立てていきます。
この（比較的）シンプルなアイデアが、3Dプリントによる医療の飛躍的進歩の可能性を広げます。研究者は、生体組織をイン・ビトロ（試験管内）で再現し、その特性を探る方法がこれまで以上に増えました。
癌腫瘍は進行を監視するために深く研究することができ、病状をよりよく理解するために疾患細胞をテストすることができ、複雑な心臓の解剖学を理解するために血管を再現して研究することができます。
これらのアプリケーションは、氷山の一角に過ぎません。研究者たちは、さらに一歩進んで、3Dプリンティング技術と光重合を組み合わせて、非侵襲的に組織構造のバイオプリンティングを可能にする方法を研究しています。
2.臓器のプリンティング
3D人体組織プリントの最もエキサイティングなアプリケーションの一つは、本格的な臓器移植です。この種の3Dプリントによる医療のブレークスルーには、移植のための臓器不足の解消や、臓器移植の成果の大幅な向上など、大きな意味があります。(2020年2月現在、米国だけでも111,000人以上が救命のための臓器移植を待っています。)
移植用の完全な臓器を再現することはまだできませんが、研究者たちは前進しています。科学者たちは、ドナーとなる患者の生理的特徴に合わせて少量の心臓組織を実験室で再現しました。これは、3Dプリントした完全な人間の心臓を再現するための重要なステップです。
これは、3Dプリンティング・ソフトウェアが、完全にカスタマイズされた埋め込み可能な医療構造を作成できるようになるまで、医学研究をどのように支援するかの一例にすぎません。
2020年のコロナウイルスのパンデミックを受けて、個人防護具（PPE）が話題になっています。メーカーがPPEの世界的な需要に対応するのに苦労していることはよく知られていますが、人命に関わることなので、3Dプリントが注目されるのは当然のことでしょう。パンデミックに対応して、3Dプリントによる新しいPPEのデザインがいくつか市場に登場しています。
すべてのPPEのデザインは、米国食品医薬品局（FDA）の個人防護具の3Dプリントに関するガイドラインに従う必要があります。このガイドラインは、コロナウイルスのパンデミックに合わせて更新されており、さまざまな応用の可能性に注目されています。
もちろん、FDAはいくつかの課題も指摘しています。すべての3Dプリンターで作られたPPEが、従来の製品と同じレベルの防護を提供するわけではありません。しかし、「COVID-19」が流行している現在、世界的に必要とされている緊急の需要に応えるという意味では、大きな前進といえるでしょう。
心臓や骨のような複雑な細胞構造を作る作業に比べれば、医療器具の3Dプリントは簡単なことのように思えます。克服すべき課題は数多くありますが、研究者たちはこの分野で大きな進歩を遂げています。
メスの柄やクランプ、鉗子など、3Dプリントされた医療用具は最近では当たり前のように使われていますが、これらはほんの始まりに過ぎません。つい数年前には、ブリティッシュ・コロンビア大学の学生チームが、3Dプリントで実現した革新的な手術用吸煙器で、2014年のJoel Burt賞を受賞しました。
さらに、アリゾナ大学の研究者は、完全に無菌の外科用開創器をわずか90分で3Dプリントすることができました。このような効率性と、3Dプリントされた医療器具の低コスト（ステンレス製の同等品の1/10程度）とが相まって、3Dプリントは、手術器具のコストを削減し、さらには世界中の低所得者や恵まれない地域への医療アクセスを拡大するための、エキサイティングな研究分野となっています。
幹細胞は、数多くの医療分野において有望な研究分野であり、3Dプリントはその最前線に位置しています。幹細胞はその再生能力の高さから、国内の研究機関では幹細胞をバイオプリントして、さまざまな医療や手術に応用しています。
例えば、テキサスA&M大学の最近の研究では、3D製図技術にバイオプリンティングと幹細胞を組み合わせて、パーソナライズされた骨グラフトを作成しました。このグラフトは、チタン製のインプラントを使用せずに、迅速な骨の再生とカスタマイズされた骨構造を実現する可能性があります。この研究分野は、頭蓋顔面インプラントや骨再生に対する医師の見方を一変させる可能性があります。
3Dプリンティングのもう一つのユニークな研究分野は医薬品です。ここ数年にわたり研究者は、3D製造が従来の医薬品製造に対し、どのような利点をもたらすかを探ってきました。2015年には、FDA承認を受けた最初の3Dプリント医薬品が市場に出回り、3D製造医薬品の潜在的な利点について多くの議論とファンが集まりました。
さらに研究者たちは、これらの進歩は、患者の胃の中に1ヶ月間留まるBluetooth対応の摂取可能な電子錠剤など、より未来的なアプリケーションにつながる可能性があると報告しています。これらの技術の長期的な応用はまだ明らかになっていませんが、まったく新しいタイプの3Dプリントによる医療の画期的な進歩であることは間違いありません
このように変化の激しい業界の将来を予測することは困難ですが、3Dモデリングソフトウェアが人体の理解とともに進歩し続けていることから、3D医療印刷市場が今後も成長し続けることは明らかです。この分野では多くのことが行われていますが、私たちスペイシャルは、3Dモデリングの進歩について、常に情報を提供していきます。
ACIS, 3DScript and SAT are registered trademarks of Spatial Corp.
No Comments Yet
Let us know what you think