眼科における3Dプリントの応用

3D プリント技術は医療分野で幅広い可能性を秘めており、手術リハーサルモデル、骨の置換、補綴、歯科、組織や臓器のプリントなどにおいて綿密な研究と応用が行われており、患者に正確でパーソナライズされた医療ソリューションを提供することができます。私たちが最もよく耳にし、目にするのは、3Dプリントされた補助器具や股関節などのインプラントです。眼科での使用に関する報告はほとんどありません。この記事では、主に眼科における3Dプリント技術の応用について紹介します。

● カスタマイズメガネ● カスタマイズ義眼● カスタマイズ検査機器● カスタマイズ教材● カスタマイズインプラント

1. 3Dプリントのカスタムメガネ：落下防止、より快適 フレームが重すぎますか?フレームがいつもずれてしまう？こめかみが長すぎて頭が締め付けられることはありませんか?こうしたトラブルに遭遇したことがあるかどうかは別として、市場に出回っているフレームはすべて標準化されていますが、人の顔の形は大きく異なります。フレームが少しでも変わると、着用感が変わります。自分に合ったフレームを選び、後悔しないのは本当に面倒です。眼鏡メーカーも消費者のこの悩みをうまく理解し、スキャンと 3D プリントを活用してパーソナライズされたカスタマイズされた眼鏡フレームを発売しました。

この新型メガネフレームにはカスタマイズされた専用の鼻パッドが付いており、長時間着用しても自動的にずれ落ちる問題は発生しません。3Dプリントフレームの重量はわずか3.7グラムで、従来の量産フレームの11グラムに比べて疲労を大幅に軽減できます。価格は500〜800元です。

2. 3D プリントされたカスタム義眼: より安価、より迅速、より高品質 通常の義眼は、特殊なガラス素材やアクリルで作られており、ユーザーのもう一方の目に合わせて慎重に手塗りする必要がある。完成までには通常数週間かかり、費用は最大 3,000 ポンド（英国の場合）かかる。

しかし、3Dプリントで作られた義眼は、装着感がより快適なだけでなく、材料の寿命もより長い。コストは100ポンドと安く、1時間あたり150個を生産できる。医師は患者の正常な眼球の画像をすべて収集し、3Dプリンターを使用してそれらを人工眼に複製し、本物と見分けがつかないようにするだけでよい。

3. 3D プリントされたカスタム検査装置: 安価で実用的 医療検査機器は往々にして非常に高価ですが、ニュージーランドに拠点を置くアイケア企業 oDocs は、3D プリントを使用して、既存のアイケア機器よりも経済的で、専門的な医療機器に匹敵する、ポータブルで低コストのアイケアキットを開発しました。

oDocs、visoClip眼科検査装置を開発

visoClip は、本質的には、iPhone のレンズに取り付ける光学レンズを備えた小型の 3D プリント固定具であり、インストールされた視力検査ソフトウェアと併用すると、iPhone をフロントエンド顕微鏡に変え、目の前 3 分の 1 の高解像度画像を表示します。プロ仕様の機器は 10,000 ドルもしますが、これはたったの 50 ドルです。visoClip が代表する 3D プリント検査ツールシリーズは、ニュージーランドで数々の栄誉とイノベーション賞を受賞しています。

4. 3Dプリントによるカスタマイズされた教材と術前モデル：シンプル、低コスト、リアルで耐久性に優れています 眼球モデルは、正常または病的な眼球の光学特性をシミュレートしたり、屈折要素の特性を評価したり、眼科教育をガイドしたり、手術をシミュレートしたりするために使用できます。現実的で耐久性のある眼球モデルを作成するためのシンプルで低コストの方法は、眼科研究の分野で非常に重要です。従来の眼球模型の製造には、多くの複雑なコンポーネントモデルの製造が必要であり、設計と製造のサイクルが長く、精度も低いという問題がありました。 3D プリントはこれらの困難を解決するために存在しているようです。

眼科教育

眼科手術は非常に繊細であり、いかなるミスも患者に予期せぬ結果をもたらすことになります。 3Dプリント技術を使用して正常および病的な眼のモデルを製造することは、教育と臨床応用において多くの利点があります。眼の構造と病気の発生と発達のメカニズムを直感的に説明できるため、教育ニーズと病気の研究に応えられます。また、眼科手術の教育とトレーニングに使用して、新世代の眼科医を育成することもできます。さらに重要なのは、病理構造をシミュレートできるため、眼科医は手術前に手術プロセスを繰り返しシミュレートし、術中および術後のリスクを推定し、最適な治療計画を選択できることです。

5. 3D プリントによるカスタムインプラント インプラントは、医療用人工器官と組織器官の 2 つのカテゴリに分けられます。 3D プリント技術は、CT スキャンと CAD モデルに基づいて、手術に必要なインプラントやプロテーゼを正確に印刷できます。眼窩骨折、眼窩壁の陥没、眼窩容積の増加、眼球の陥没などが起こると、眼球を正常な位置に戻すために外科的充填が必要になります。フィラーのサイズと仕様は、眼の骨折のCTスキャン、CADモデルと反対側の健眼のミラーリング原理、および3Dプリンターを使用して適切なサイズのフィラーを印刷することで決定され、真にパーソナライズされた治療を実現します。

眼窩骨折インプラント

医療用補綴物は臨床眼科治療に使用されていますが、組織や臓器の印刷は常に最先端の科学であり、いまだに克服されていません。 3Dプリントの助けを借りて、人工角膜、人工レンズ、人工網膜、さらには自分の細胞から成長した眼球を製造することができます。これらの臓器や組織は生物学的機能を持ち、免疫拒絶反応を軽減または回避することができ、ドナー臓器の不足の問題を解決できるため、幅広い応用の見通しがあります。

出典: 3Dプリンティング技術リファレンス

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