南方医科大学の黄文華氏：医療用3Dプリントの新たな開発と応用

第5回世界3Dプリント技術産業会議は、中国3Dプリント技術産業連盟、世界3Dプリント技術産業連盟、南方日報が共催し、仏山市、南海区、大理鎮の各政府が後援し、2018年6月17日と18日に仏山市大理で成功裏に開催されました。国内外から900名を超える代表者が会議に出席し、「3Dプリントによる製造業の再定義」をテーマに白熱した議論が繰り広げられました。以下は、南方医科大学の黄文華教授による「医療用 3D プリントの新たな開発と応用」をテーマにした講演です。

黄文華：こんにちは、尊敬する同僚の皆様。医療用 3D プリントの新たな開発と応用についてご報告したいと思います。

私は南方医科大学出身で、国レベルと省レベルのプラットフォームをいくつか持っています。

劉中軍教授が述べたように、3Dプリントは医療分野において、複雑な構造の迅速な製造や個別のカスタマイズ、特に一部の複雑な構造の高度な解剖学的適合など、多くの利点があり、医療産業の促進に大きな利益をもたらし、従来の製造とは比較にならない多くの利点を持っています。国もこれを積極的に推進しており、第12次および第13次5カ年計画の期間中、多大な支援を行ってきた。また、羅社長が推進していることもあり、産業や医療の分野での応用も多く、普及が進んでいるようです。

医療モデルガイドの埋め込み、生体材料スキャフォールドの埋め込み、細胞印刷の 4 つの側面があり、これら 4 つのレベルで大きな進歩が遂げられています。劉教授が先ほど発表した報告は非常に有名です。彼らのチームはこの分野で非常に優れた成果を上げています。現在国が承認した 3 つの認定製品は、寛骨臼カップやその他の人工関節を含め、基本的に劉教授のチームによるものです。整形外科では、肩甲骨と鎖骨の解剖学的設計、特に多孔質設計と外観形態に重点を置いています。海外では近年、下顎骨や頬骨などの口腔領域の発展が著しく、人工関節も国内外で大きな進歩を遂げています。

金属インプラントに関して言えば、多孔質インプラントには多くの利点があります。人体に多孔性がある場合、金属の比重は明らかに人体の比重よりもはるかに大きいため、設計を通じて構造を最適化し、その比重が人体構造と同じになるようにしたいと考えています。これが最初のポイントです。2番目に、多孔質構造により、人体細胞や血管がその中に成長できるため、人体の一部の組織にうまく適応できます。これはデンマーク工科大学が骨の分析と最適化を行った後に設計されました。これは英国のチームが行ったインプラント分析です。私たちも彼らと協力関係にあります。このような大きな金属片は非常に軽く持つことができ、人体の構造と金属の多孔質構造を一致させることができます。今年上半期、国は呂炳衡院士のチームが開発したものを含め、個人に合わせた下顎義歯も承認した。また、国の10の重点支援分野のうち、3Dプリントに関連するものは4～5つほどある。 3D プリントの医療分野への応用は、より大きな発展段階をもたらすと信じています。次に、骨欠損股関節修復、骨腫瘍欠損置換、インプラントの分野で複数の企業が製品を発売する予定です。

もちろん、いくつかの問題があります。たとえば、レーザー焼結後、チタン合金の適合性に問題があります。移植後、多孔質構造、微細構造の破壊、金属粒子などの問題があります。また、個人によって固定剛性や需要が異なります。これに取り組んでいる企業や研究機関はまだたくさんあります。短期および長期の生体力学的骨変性など、これらの問題を解決するためにも協力したいと思っています。1、2年は人体に入れられないので、数十年後の生体力学的安定性はどうでしょうか？臨床推進の面では、パーソナライズされたデザインがあり、時間がかかり、コストも高くなります。費用対効果については疑問があります。金属印刷装置にはチタン合金も含まれており、粉末は比較的高価です。これまで輸入に大きく依存してきました。ここの企業や国内の企業や研究機関が新しい開発をしてくれることを願っています。また、埋め込み型クラス III 医療機器の登録プロセスは比較的長いのですが、もちろんこの問題は徐々に解決されてきました。

医療におけるその他の応用としては、模型の応用があります。本学には11の関連病院があり、そのうち5～6の病院では、骨の修復、脳腫瘍、模型治療、腫瘍の評価、整形外科手術の術前術後評価、医師のトレーニングなど、診断や治療に模型を使用しています。私たちのチームは、CAD 技術を使用して、耳の欠損部分を印刷し、修復しました。別のチームも鼻形成術のデザインに取り組んでいます。

細胞プリンティングに関しては、ハーバード大学、スウェーデン工科大学、日本の京都大学、フランスのポイエーズ大学などでも多くの進歩がありました。国内では、成都ブルーレイイノが急速に発展しています。これはブルーレイイノとケンブリッジ大学の共同プロジェクトであり、セルプリンティングで大きな進歩を遂げています。さらに、中国の徐明根教授も非常に優れた成果を上げており、昨年は国家重点研究開発計画のプロジェクトも受賞しました。徐教授のチームは脳モデルの3Dプリントでも素晴らしい成果を達成しました。

南方医科大学には医療用3Dプリントチームがあります。院士の鍾時珍氏はこの分野の解剖学と3Dプリントの研究に従事しており、このチームのバックボーンとしても活躍しています。国家重点学科、国家重点育成学科、国家仮想実験室を頼りに、3Dプリント研究所が設立されました。例えば、インプラント、義肢、臨床応用、円錐応用、下顎修復、耳修復、歯科インプラント製造などの研究で、特に3Dプリントモデルを使用して完全な指の再建をガイドしています。3Dプリント技術を使用して慎重に設計し、最終的に私たちのチームはこの指をうまく作ることができました。とても美しく、機能と外観も非常に優れています。私たちは非常に慎重な設計を経て、指を別の場所から移動させました。これは魔法のトリックではありませんが、臨床の現場で本当に美しい指を作りました。その機能と外観も非常に優れています。

私たちのチーム全体では、生体材料と組織工学の研究も行っています。一部の素材はマグネシウム合金で作られています。また、リハビリテーション用義肢を設計・製造するためにリハビリテーション用義肢も使用しております。南部地域では、骨折した人にはギプスが使われますが、ギプスは重く、通気性がありません。私たちが設計したリハビリ用義肢は現在臨床で使用されており、医師や患者の間で非常に好評です。これらはすべて当社の臨床応用例です。脊椎湾曲測定用のリハビリテーション機器も非常によく使用されています。関連企業との協力も歓迎します。昨年、当社チーム全体が特別に立ち上げたプラットフォームは、テスト、設計、臨床応用、プロモーション、トレーニングなどを含み、比較的成熟してきました。昨年6月、第4回3Dプリント技術産業会議が上海で開催されました。2年後、再び広東省で開催されました。国家指導者と全国人民代表大会副議長の激励を受け、彼も当校を訪問しました。広州駐在の米国領事館の領事は、指再建における3Dプリントの応用に特に興味を持ち、大規模な推進を期待してわざわざ当校を訪問しました。これらは私たちの 3D プリントチームです。ここで皆さんと共有し、医療における 3D プリントの応用を新たなレベルに押し上げるために皆さんと協力したいと考えています。

出典: 3Dプリンティングオンライン

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