整形外科用 3D プリント技術の臨床応用に関するガイドライン (17 の推奨事項)

出典: Chinese Journal of Orthopaedics、第44巻、第12号、2024年6月。原著論文: 中国医師会整形外科支部、中国医師会整形外科支部、中国中西医薬統合協会整形外科支部。整形外科3Dプリント技術の臨床応用ガイド[J]。Chinese Journal of Orthopaedics、2024年、44(12): 787-795。
著者: 黄偉、胡勇成、王坤正

3D 印刷技術は、デジタルモデルファイルを基盤として、デジタル技術材料プリンターをキャリアとして使用し、金属、プラスチック、細胞、組織などの特殊な材料を層ごとに印刷してエンティティを構築する技術です。医療分野での幅広い応用が期待されています。 3D プリント技術、材料科学、医療工学の相互作用の継続的な統合により、整形外科分野における 3D プリント技術の応用は、パーソナライズ、精度、低侵襲性に向けて徐々に発展し、整形外科疾患の診断と治療のあらゆる側面をカバーしています。

しかし、整形外科の臨床診療における 3D プリント技術の応用に関するガイドラインはまだ不足しています。中国医師会整形外科部、中国医師会整形外科部、中国中西医薬統合学会整形外科部が主催する専門家による議論を経て、デルファイアンケート調査に基づいて「整形外科3Dプリント技術の臨床応用ガイドライン」が策定されました。ガイドラインでは、整形外科用 3D プリントの医療と産業の相互作用、整形外科用 3D プリント技術の実装、外傷、関節、脊椎、骨の腫瘍の分野における 3D プリント技術の臨床応用について詳しく述べ、最終的に 17 の推奨事項を形成します。このガイドラインは、整形外科の臨床応用における 3D プリント技術の規則化と標準化を改善することを目的としています。

推奨事項

01 整形外科用3Dプリントの基本要件と実装原則

推奨 1: 3D プリント中に骨組織の再構築には CT データを使用し、軟組織の再構築には MRI データを使用します (推奨の強さ: 強い推奨、97.7%)。

推奨事項 2: 画像データのスキャン精度は、3D プリントされた整形外科モデルの精度に直接影響します。スキャン精度は、デバイスの選択、スキャン範囲、解像度、スキャン位置などによって異なります (推奨強度: 強く推奨、94.4%)。

推奨 3: 整形外科用 3D プリントで一般的に使用される再構成ソフトウェアには、imics、Simpleware、3D-Doctor などがあります。医療画像の種類と再構成の目的に基づいて適切なソフトウェアを選択する必要があります (推奨の強さ: 強く推奨、8.9%)。

推奨 4: カスタマイズされた整形外科用 3D プリント人工関節は、臨床ニーズに基づき、解剖学的形態に従って構造的マッチングを実現し、機械的要件に従ってシミュレートされた再建を実現し、空隙構造を通じて新しい骨の成長を実現し、組織接着を通じて生物学的安定性を実現する必要があります (推奨の強さ: 強く推奨、1.6%)。

推奨 5: 整形外科用 3D プリント義肢は、生体工学的再建を実現し、骨の成長を促進するために多孔質構造で設計する必要があります (推奨の強さ: 強く推奨、88.9%)。

推奨事項 6: 3D プリントされたカスタムプロテーゼを正確に設置することが、正確な解剖学的および機能的再構築を実現するための鍵となります。医師は手術前に外科手術をシミュレーションすることで手術の正確性を確保し、術中透視、ナビゲーション、ロボット支援gkqnを通じて義肢の正確な設置と解剖学的適合性を確保します（推奨度：強く推奨、86.1％）。

推奨事項 7: 3D プリントされたカスタマイズされたプロテーゼの術後評価は、その有効性を検証する上で重要なステップです。手術後の有効性は、臨床的、画像的、病理学的手法により総合的に評価されるべきである（推奨度：強い推奨、83.3％）。

勧告8：整形外科用3Dプリントカスタマイズされた人工関節が失敗する主な理由としては、3Dプリントされたガイドまたはインプラントとホストとの不一致、術前計画における軟部組織の影響の無視、不適切な消毒や滅菌または術中操作によるガイドまたはインプラントの変形または破損、骨折整復および内部固定技術の不十分さ、および手術後の応力集中などが挙げられます（勧告の強さ：強く推奨、91.7％）。

02 外傷整形外科における整形外科3Dプリント技術の応用

推奨9：従来の手術と比較して、脛骨プラトー骨折の固定を補助するために3Dプリント技術を使用すると、術中の出血量を減らし、手術時間と骨折治癒時間を大幅に短縮できます（推奨の強さ：中程度の推奨、7.8％）。

勧告10：3Dプリント技術の使用により、手術前に骨盤骨折を正確に診断・分類することができ、手術計画の策定に役立ちます。手術時間を大幅に短縮し、術中の出血量と合併症の発生率を減らし、周術期の安全性を向上させることができます（推奨度：中程度の推奨、77.8％）。

03 関節手術における整形外科3Dプリント技術の応用

推奨 11: 変形性関節症の治療に 3D プリントされた個別ガイドを使用した全膝関節置換術は、術中の出血量を減らし、術後の膝機能を改善し、術後の下肢力アライメントが従来の全膝関節置換術よりも正確になります (推奨の強さ: 強く推奨、94.4%)。

推奨 12: 高位脛骨骨切り術において 3D プリントされた個別ガイドを使用すると、内反変形と下肢の力のアライメントを正確に矯正できます (推奨の強さ: 強い推奨、91.7%)。

勧告13：3Dプリント支援による人工股関節全置換術は、術前計画の支援、術中位置決めおよび人工関節選択のガイドにおいて重要な役割を果たします。従来の人工股関節全置換術と比較して、術中人工関節配置の精度を向上させ、手術時間を短縮することができます（推奨度：中程度の推奨、9.4％）。

04 脊椎手術における整形外科用3Dプリントの応用

推奨 14: 透視支援によるネジの配置と比較して、3D プリント支援手術ではネジの配置の精度が向上し、医師と患者の放射線被ばくが軽減されます (推奨の強さ: 中程度の推奨、69.4%)。

推奨15：3Dプリントガイド支援スクリュー配置技術は、上部頸椎脱臼手術における椎弓根スクリュー配置の精度を向上させ、手術合併症の発生率を減らすことができる（推奨強度：中程度の推奨、75.0％）。

05 骨腫瘍における整形外科用3Dプリントの応用

推奨 16: 股関節周囲の原発性悪性腫瘍の治療に 3D プリントされたカスタマイズされた骨盤プロテーゼを使用すると、良好な骨の統合と股関節機能が得られ、短期的には顕著な効果が得られます (推奨の強さ: 中程度の推奨、77.8%)。

勧告17：3Dプリント人工椎骨は、術前計画を効果的に支援し、骨欠損部を正確に再建し、骨の成長を促し、骨癒合を高め、内部固定の失敗、人工骨の崩壊、沈着の発生率を減らすことができます。現在、複雑な椎骨腫瘍患者の椎骨再建に理想的なソリューションです（推奨度：強く推奨、80.6％）。

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