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» 2015年07月09日 16時00分 UPDATE

3Dプリンタニュース:低コストで内部構造が分かりやすい臓器立体模型を3Dプリントする技術

大日本印刷は、内部構造が見やすい臓器立体模型を3Dプリンタで安価に作成できる手法を開発したと発表した。この取り組みは、DNPと筑波大学 医学医療系 大河内信弘教授、大城幸雄講師、同学 システム情報系 三谷純教授による共同開発の成果である。

[八木沢篤,MONOist]

 大日本印刷(DNP)は2015年7月9日、内部構造が見やすい臓器立体模型を3Dプリンタで安価に作成できる手法を開発したと発表した。この取り組みは、DNPと筑波大学 医学医療系 大河内信弘教授および大城幸雄講師、同学 システム情報系 三谷純教授による共同開発の成果である。

 3次元技術やバーチャルリアリティ技術を応用した手術シミュレーションシステムの研究開発に取り組んでいる筑波大学 医学医療系/システム情報系の知見と、3Dプリンタを活用したビジネス展開を行うDNPの知見を応用することで、従来よりも安価で、内部構造が視認しやすい実質臓器の立体模型を作成できる手法を開発。この手法を用い、今回、肝臓の3Dプリントモデルの作成に成功したという。肝臓の3Dプリントモデルの作成に当たり、筑波大学が3次元データを作成し、DNPが3Dプリンタ用データへの補正と出力条件の設定を行った。

 医療分野での3Dプリンタ活用は広がりを見せているが、実質臓器の立体模型を1つ製作するのに数万〜数十万円の材料費が掛かってしまうという。そのため、患者一人一人の立体模型を必要とする臨床分野への展開は困難だった。さらに、従来の模型では血管などの臓器の内部構造の視認性が低いという課題も抱えていた。

新手法従来手法 (左)本研究で作成した肝臓の臓器模型。内部は空洞で、実質部の外面に沿うかたちで臓器を形成していく/(右)従来手法で製作した肝臓の臓器模型。カラー樹脂で作られた臓器内部の構造物を透明樹脂で覆っているめ、光の屈折などの影響を受け、視認性が悪かった ※画像クリックで拡大表示

 こうした課題に対し、新手法では、臓器の機能を担う実質部(肝臓の場合は肝細胞部分)の外面に沿うように樹脂を形成していくことで、内部を空洞化。これにより、樹脂材料の使用量を削減でき、従来の約3分の1のコストで実質臓器の立体模型を作れるという。また、内部を透明樹脂で形成していないため、複雑に入り組んだ血管でも確認しやすく、術前のイメージ共有やプランニングなどがしやすくなる他、患者への病状説明や手術に当たってのインフォームドコンセント取得時の説明にも有効だとする。

 この研究成果は、同年7月15〜17日に静岡県浜松市で開催される「第70回 日本消化器外科学会総会」で発表される予定。臓器立体模型の作製手法については、特許出願中とのことだ。今回開発した臓器立体模型について、すい臓など他の臓器への展開も進めていき、2016年度までの実用化を目指すとともに、外科医のトレーニングや臨床現場への応用展開を進めていくという。

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