オランダの大学は、股関節インプラントが緩みにくくなるよう、新素材の3Dプリントを採用

緩みは、インプラント、特に臀部インプラントの長期的な有効性に影響を与える主な問題の 1 つです。 2020 年までに、世界中の股関節インプラントの数は 250 万個に達すると予想されていますが、現在の技術では、そのうちの約 10% が今後 10 年以内に大幅に緩むことになります。幸いなことに、この問題はオランダのデルフト工科大学によって解決されました。同大学は新しい生体材料を開発し、それと別の従来の材料を使用して、緩みにくいインプラントを 3D プリントしました。

この新素材の最大の特徴は、ポアソン比（材料が一方向の引張または圧縮を受けたときの横方向の法線ひずみの絶対値と軸方向の法線ひずみの比。横方向変形係数とも呼ばれ、材料の横方向の変形を反映する弾性定数）が負であることであると報告されています。つまり、伸ばすと、従来の素材のように薄くなるのではなく、加えられた力に垂直な方向に厚くなります。

「この材料とチタンで 3D プリントされたシンプルな形状は、ストレス下でユニークな機械的特性を示します。そのため、相反する特性を持つ材料との使用に適しています」と、デルフト工科大学のチームリーダーであるアミールザプドア氏は説明します。「たとえば、人工股関節を装着した患者が歩くとき、人工股関節にはさまざまな力が加わります。しかし、片側の圧力が高すぎると、人工股関節が緩んで骨から離れてしまう可能性があります。これは明らかに、私たちが最も避けたいことです。」

新しい 3D プリント股関節インプラントは、古い材料と新しい材料を組み合わせています。これによりポアソン比が2倍になり、インプラント後の周囲の骨の成長が促進され、よりしっかりと固定できるようになります。同時に、受ける不自然な力が軽減され、侵食を受けにくくなります。

この新しいインプラントの臨床試験はまだ始まっていません。これまでに行われた実験では、骨を模倣した材料（骨の機械的特性を持つ特殊なフォーム）に囲まれたインプラントを垂直に圧縮する実験が行われており、これは人体のインプラントにかかるストレスに似ています。この圧力により、新しいインプラントが膨張し、両側の骨の周囲に圧縮が生じます。

デルフト工科大学のチームは、今後も新素材の特性を研究し、他の大学病院と緊密に協力していくと述べた。

3dersからコンパイル

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