3D プリント骨インプラント金属骨が体を統合

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3D プリントされた骨インプラント: 身体に統合される金属製の骨

XNUMXD プリントを使用して移植用の金属骨を作成できるようになり、骨の提供は過去のものになりました。

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クォンタムラン・フォーサイト
2023 年 6 月 28 日

洞察のハイライト

3D プリンティング、つまり積層造形は、医療分野、特に骨インプラントにおいて大きな進歩を遂げています。初期の成功例には、3D プリントされたチタン顎骨インプラントや骨壊死患者用の 3D プリントされたインプラントが含まれており、切断に代わる手段を効果的に提供しています。医療専門家は、3D プリントされた「超弾性」骨の助けを借りて、遺伝的奇形を修正し、外傷や病気から手足を救い、新しい自然な骨組織の成長をサポートできる 3D プリントされた骨の将来について楽観的です。

3D プリント骨インプラントの背景

XNUMXD プリントでは、ソフトウェアを利用して、レイヤー方式でオブジェクトを作成します。このタイプの印刷ソフトウェアは積層造形としても知られており、プラスチック、複合材料、生物医学などのさまざまな材料が含まれます。

骨と骨足場の 3D プリントには、次のようないくつかのコンポーネントが使用されます。

金属材料（チタン合金、マグネシウム合金など）、
無機非金属材料（生物ガラスなど）、
生物学的セラミックおよび生物学的セメント、および
高分子材料（ポリカプロラクトン、ポリ乳酸など）。

3D プリントによる骨インプラントの最も初期の成功の 2012 つは、XNUMX 年にオランダに本拠を置く医療設計会社 Xilloc Medical が口腔がん患者の顎に代わるチタン製インプラントをプリントしたことです。研究チームは、複雑なアルゴリズムを使用してデジタル顎骨を変更し、印刷されたチタン製インプラントに血管、神経、筋肉が付着できるようにしました。

破壊的な影響

足首の距骨の骨壊死、つまり骨の死は、一生続く痛みと動きの制限につながる可能性があります。場合によっては、患者は切断を必要とするかもしれません。ただし、骨壊死を患う一部の患者にとっては、切断の代替手段として 3D プリントされたインプラントが使用される場合があります。 2020年、テキサスに拠点を置くUTサウスウェスタン医療センターは3Dプリンターを使用して足首の骨を金属製のものに置き換えた。 3D プリントで骨を作成するには、医師は参照用に良足の距骨の CT スキャンが必要でした。これらの画像を使用して、彼らはサードパーティと協力して、試験用にさまざまなサイズの 3 つのプラスチックインプラントを作成しました。医師は手術に先立って最終的なインプラントを印刷する前に、最適なものを選択します。使用された金属はチタンでした。そして、死んだ距骨が除去されたら、新しい距骨が所定の位置に設置されました。 XNUMXD レプリカにより足首と距骨下関節の可動が可能となり、足を上下左右に動かすことが可能です。

医師たちは 3D プリントによる骨の将来について楽観的です。この技術は、遺伝的奇形を矯正したり、外傷や病気によって損傷した手足を救ったりするための扉を開きます。同様の処置が、がんで手足や臓器を失った患者など、体の他の部分に対しても試みられている。固体の骨を 3D プリントできることに加えて、研究者らは 3 年に 2022D プリントされた「超弾性」骨も開発しました。この合成骨インプラントは足場または格子に似ており、新しい自然な骨組織の成長と再生をサポートするように設計されています。

3D プリント骨インプラントの影響

3D プリントによる骨インプラントの広範な影響には次のものが含まれる可能性があります。

3D インプラントに関する補償ポリシーを作成する保険会社。この傾向により、使用される 3D プリント素材の種類に応じて異なる再計算が行われる可能性があります。
医療用 3D プリンティング技術が発展し、商業化が進むにつれて、インプラントの費用対効果はさらに高まっています。これらのコスト削減により、費用対効果の高い処置が最も必要とされている貧困層や発展途上国の医療が改善されます。
3D プリンターを使用して、検査や手術の実習用の骨のプロトタイプを作成する医学生。
ヘルスケア業界での需要の高まりに応えるために、バイオメディカル 3D プリンターに投資する医療機器企業が増えています。
テクノロジー企業と提携して、臓器や骨の置換に特化した 3D プリンターを設計する科学者が増えています。
骨死または欠損のある患者は、動きを回復できる 3D プリントを受けます。