事例 | 麻薬の神様になりたい！ 3Dプリント技術と医療業界

ウェン・ムイエ監督、ニン・ハオプロデューサー、シュー・ジェン主演の映画「死にゆく者」は、興行収入が30億元を超えた。

映画の人気により、医療問題が再び人々の前に立ちはだかり、人々の神経に影響を与えている。実は、薬自体の問題だけでなく、医療技術や医療ソリューションも重要ではないでしょうか？

近年、医療技術と医療ソリューションに対する人々の関心は高まり続けており、科学技術の革新を通じて医療水準の向上が期待されています。この点で、3Dプリンティングは非常に重要な位置を占めています。

周知のとおり、3Dプリント技術の医療分野への応用研究は深まり続けており、臨床試験も進み続けています。今日、3Dプリンティングは医療分野における変革を推進する重要な手段となりつつあります。

たとえば、3D プリント技術は人間の臓器のモデルを素早くプリントできるため、外科手術をスムーズかつ正確に実施するのに役立ちます。また、3D プリントでは、修復治療のために特定の患者向けにカスタマイズされたインプラントをプリントすることもできます。3D プリントは、製薬会社が製薬方法を革新し、生産コストを削減し、生産能力を高め、生産ラインの寿命を延ばすのに役立ちます。

今日は、医療業界における3Dプリントの応用事例をいくつかご紹介します。ぜひご覧ください。

事例 1: ストラタシスのプリンターが脳腫瘍を患う 12 歳の少年の命を救う

12歳のアメリカ人少年マイケル・コンリーは、子供の頃からひどい頭痛に悩まされてきた。彼の両親は、痛みを和らげるために、たいてい市販の鎮痛剤を買ってきます。

しかし昨年10月のある夜、彼はひどい頭痛とてんかん症状に悩まされるようになった。彼の両親は治療のために彼を急いで病院に連れて行った。病院の脳スキャンの結果、マイケルが苦しんでいたのは普通の片頭痛ではなく、脳内の腫瘍であり、その腫瘍は視神経のすぐ近くに位置していたことが判明した。

そこで両親は彼をネイションワイド小児病院に転院させた。病院では、神経科の医師たちが、これまで見たことのないものを彼らに見せた。それは、息子の脳の3Dプリントモデルだった。

小児神経科医のサティア・ゲデラ博士は次のように語った。「マイケルの家族に3Dプリントされた脳の模型を見せたところ、彼らは見たものに驚愕していました。」

マイケルの脳の腫瘍を無事に除去するために、外科医はストラタシスの 3D プリンターを使用してマイケルの脳の 3D モデルを印刷しました。印刷材料は米国食品医薬品局（FDA）認可のプラスチック樹脂で、液滴サイズはわずか3万分の1ミリメートルと極めて高精度です。

マイケルの腫瘍は視神経からわずか数ミリしか離れておらず、3Dプリントされた脳モデルは、脳の他の部分の損傷を避けるための明確なロードマップを医師に提供しました。

ゲデラ医師によると、マイケルは脳腫瘍の中で3番目に多いタイプの脳室上衣腫という珍しいタイプの腫瘍を患っていたという。

成人の場合、これらの腫瘍は脊椎に発生する傾向があり、小児の場合、通常、脳の後部に発生します。平均して、毎年約 185 人の子供がこのタイプの腫瘍と診断されています。 3D プリント技術が登場する前は、医師は腫瘍の位置をより正確に特定するために 2 次元 X 線回折技術しか使用できませんでした。

「MRIスキャンを行っても、満足のいく結果が得られないこともあります」とゲデラ医師は語った。

3D プリント技術が進歩するにつれ、外科医はより多くのものを見ることができるようになりました。

今年3月、マイケルさんは7時間に及ぶ腫瘍摘出手術を受けた。手術は非常に成功した。これは主に、外科医が12歳の少年の脳を鮮明に観察することを可能にした3Dプリンターのおかげである。

事例 2: ストラタシスの 3D プリントされた手が 8 歳の少女の夢の実現を支援

ヘイリー・ドーソンがツインズの試合で初めて野球ボールを投げる。ユニークなのは、ラスベガス出身のこの8歳の女の子には手がないことだ。

ヘイリーさんはポーランド症候群を持って生まれ、右手の指を3本失った。

ヘイリーさんはストラタシスとUNLVの工学部の学生たちの協力を得て、ネバダ州にロボットアームを設置した。「ネバダ大学ラスベガス校の工学部は、ストラタシスの3Dプリンターを使って、私の娘ヘイリーのためにロボットアームを製作してくれました」と、ヘイリーの母親であるヨン・ドーソンさんは言う。

ヘイリーさんはこう説明した。「手首を下へ動かすと閉じ、手首を下へ動かすと開きます。」この3Dプリントされたロボット右腕のおかげで、ヘイリーさんは鉛筆を持ったり、食べたり、水を飲んだりすることができる。

彼女はメジャーリーグのどの球でも始球式をすることに熱心だった。 MLBチームは彼女のこの夢の実現を手助けしたいと考えています。今日、ヘイリーは、Stalasy 3D プリンターで作られたロボットアームの助けを借りて、野球ボールをうまく投げることができました。

「ヘイリーの夢の実現を支援できることを嬉しく思います」とストラタシス・アメリカズ社長リッチ・ギャリティ氏は語る。「3D プリントは機能性と性能の面で飛躍的な進歩を遂げました。特に義肢の分野では、3D プリントは大きな成功を収めています。」

事例3: UPSAは3Dプリント技術を活用して医薬品製造におけるイノベーションを実現

UPSA は、年間 3 億 4,000 万箱以上の錠剤を生産する製薬会社です。同社の大きな成功は、素晴らしい医師一家のおかげです。 UPSA は、特定の薬はソーダ水と一緒に服用するとより効果的であることを発見したカミーユ・ブルー博士によって 1935 年にフランスで設立されました。この発見は発泡療法の開発につながり、医薬品の研究と生産における転換点となりました。

UPSAは現在ブリストル・マイヤーズスクイブの傘下だが、UPSAテクノロジーおよびインフラストラクチャーのプロジェクトマネージャーであるマシュー・デュモラ氏は、同社は今後もイノベーションの伝統を継承していくと述べている。

「数年前、当社の専門知識はすべて、数人のベテラン技術者の手に委ねられていることに気づきました」とデュモラ氏は言います。「必要なスキルを習得する若者が減ったため、ツールと社内のワークショップに新しいアプローチを見つける必要がありました。従来の生産技術を使用して部品を製造することしかできませんでした。」

UPSA は、ビジネスを変革できるものを特定するために、テクノロジーの進歩を定期的に監視しています。 UPSA は、3D プリンティングと積層造形を研究した後、この技術を導入することで製造コストを簡単に節約し、部品在庫を削減できると考えました。

「3Dプリント部品を使用することで、部品の重量を70パーセント削減でき、機械の磨耗を減らし、生産性を大幅に向上させ、機械の寿命を延ばすことができると分かりました」とデュモラ氏は語った。

Dumora 氏は、FDM テクノロジーと Stratasys Fortus 450mc™ の追加によって社内の作業場が変革されただけでなく、会社全体に革新的な考え方が刺激されたと述べています。

3D プリントを導入した後、マシンの重要なコンポーネントの交換を優先し、Fortus 450mc はすぐにその能力を発揮しました。 UPSA は医薬品の研究開発だけでなく、医薬品の製造とパッケージングも行っています。ある生産ユニットでは、頑丈な鋳鋼製のアームを使用してカートンを拾い上げ、ブリスターパックに挿入します。

「これらの鋳鋼アームは重く、変形したり、時には破損して機械を壊してしまうこともあります」とデュモラ氏は説明する。「3D プリントされたアームを使用するとはるかに安全です。変形しても修復でき、破損しても最小限のコストと時間で交換できます。これは高価な鋼鉄アームに比べて大きな改善です。わずか 1 年で、これらの部品を 55 個製造し、各部品のコストを 95% 削減しました。」

UPSA はまた、3D プリントを使用して、子供向けの Efferalgan ボトルキャップの安全性を向上させるデバイスを作成しました。サプライヤーからのボトルキャップは、意図せずして医薬品を汚染するリスクをもたらす可能性があります。 UPSA とサプライヤーは両方とも、コストと時間のかかる目視検査を実施しました。

「品質、メンテナンス、製造の専門チームを結成し、あらゆる粒子を「吸い取り」、そして「吹き飛ばす」特別なシステムを開発しました」とデュモラ氏は言います。「「吸い取り」機能をテストし、キャップの中に粒子を入れて効果をテストしました。積層造形により、ソリューションを社内で開発し、開発の反復を通じて迅速かつコスト効率よく進化させることができました。コストと時間のかかる目視検査はもうできなくなりました。」

「Fortus 450mc を導入して以来、私たちはその用途を拡大し続けています」と Dumora 氏は説明します。「新しい交換部品の製造、生産ラインの改善、カスタマイズ部品や機能プロトタイプの作成に使用し、意思決定プロセスを迅速化しました。実際、マシンを導入した最初の 1 年間で、投資収益率が大幅に向上しました。」

「当社の 3D プリンターは非常に信頼性が高く、使いやすいです。その優れた動作と、停止することなく完璧な部品を生産することに驚いています」と Dumora 氏は語ります。「当初、技術的な信頼性と一貫性が証明されるまで、大規模生産に使用することに少し躊躇していました。しかし、最大 15 日間、24 時間 365 日稼働することが証明されました。これは驚くべきことです。」

出典: ストラタシス

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