4D プリントは 18 歳の少女の身体再建に役立ち、「医学と工学の融合」の新たな章を開きます

南極熊は、空軍医科大学唐渡病院の曹鉄生教授から、最近、曲江産婦人科病院が空軍医科大学3Dプリント研究センター（旧第四軍医大学3Dプリント研究センター）、西安交通大学機械製造システム工学国家重点実験室と協力し、世界最先端の4Dプリント技術を使用して、先天性膣閉鎖症の患者に膣形成手術を成功させたことを知りました。患者は手術後、順調に回復しました。権威ある組織によれば、この作戦は世界初だという。この世界をリードする技術の応用の成功により、産婦人科分野における4Dプリント技術の応用のギャップが埋められ、「唐都智能製造」は4D時代を迎えました。

世界をリードする4Dプリント技術が10代の少女を救う

手術を担当した尹国武教授によると、患者の王暁さんはわずか18歳で、先天性膣閉鎖症を患っていた。彼女は膣形成術と複数回の膣および子宮頸部癒着溶解手術を受けており、その結果、膣と子宮頸部に再発性瘢痕が残っていた。王暁さんは長年この病気に苦しんできたが、あらゆる医療を求めてきたが、効果はなかった。「正常な解剖学的層が失われているため、患者が再度手術を受けると、手術の難易度が増すだけでなく、膀胱や直腸の損傷のリスクも高まります。また、患者は傷跡が残りやすい体質です。膣型を定期的に配置しないと、手術後に傷跡が残る可能性が高くなります。この手術は、シャオ・ワンにとって最後のチャンスかもしれません。」

曹鉄生教授は次のように紹介しました。「4Dプリンティングは、3Dに時間という次元を加えた新しい概念です。技術者はソフトウェアモデリングと特殊な材料を使用して時間を制御し、印刷された物体が設定された時間内に目的の形状に変形するようにします。」この手術に関して、Yin教授は「4Dプリント技術は、患者の膣の長さに合わせた個別のカスタマイズされた型を設計することができ、従来の手術で型が長すぎたり短すぎたりすることで起こる術後合併症を回避できます。これにより、患者のコンプライアンスが向上するだけでなく、膣型の繰り返し配置による感染症や、不適切な配置によるさまざまな合併症も回避できます」と説明した。

2つの大きな課題を克服し、世界初の

国際的に前例がない中、手術がスムーズに実施されるよう、西安空軍医科大学3Dプリント研究センターの尹国武教授と曹鉄生教授のチームは2か月間にわたりコミュニケーションと実験を繰り返し、病変部位のCT薄層スキャン、コンピューター上での3次元再構成、有限要素解析、物理印刷モデルを使用して膣再建プロセスをシミュレートし、最終的に手術に必要な個別の吸収性鋳型を設計しました。「型の強度と硬さは、このプロジェクトの難しさの一つです」と尹教授は語った。「型が硬すぎると、患者の膀胱と直腸の圧迫壊死を引き起こし、膣膀胱瘻や膣直腸瘻を形成する可能性があります。一方、柔らかすぎると、型が崩れ、膣の前壁と後壁の癒着や瘢痕形成を引き起こし、手術の失敗につながります。そのため、型の強度と硬さを繰り返し調整することが非常に重要です。」

研究におけるもう一つの難しさは、患者の人間環境に適合する分解性インプラントを製作することである。何度もやり取りと試行を重ねた結果、西安交通大学機械製造システム工学国家重点実験室の李迪塵教授と何建康教授のチームは、設計と一致するパーソナライズされた分解性インプラントを製作した。鋳型材料は組織適合性と分解性に優れ、分解時間は約2年である。この時点で瘢痕形成は完了しており、手術後の患者の膣拘縮の発生率は大幅に減少する。

空軍医科大学3Dプリント研究センター（旧称：第四軍医科大学3Dプリント研究センター）は、空軍医科大学唐渡病院内にあり、病院の基礎部門と関連部門から集まった80名以上の専門家で構成されています。

空軍医科大学3Dプリント研究センターは、高精度の大型医療用3Dプリンターを独自に開発し、医療用画像モデリング、手術モデル、手術ガイド製作、有限要素解析、チタン合金インプラント、ピーク材インプラント、分解性気管ステントの3Dプリントに成功しました。 2015 年以降、世界初の 3D プリントインプラント置換手術が 7 回完了し、良好な臨床結果が得られています。 3Dプリンティングにおける「医工融合」に信頼性の高い技術サポートを提供します。

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