【事例】中国初の3Dプリント分解性気管ステントの臨床応用

症例紹介

46歳の呉さんは、気管の半分以上が軟らかくなり、潰れてしまいました。気管の最も狭い部分はわずか3mmで、隙間が1つしかありません。この状態では、患者は息を吸うことができません。さらに、肺の中の分泌物や痰を排出できず、重度の呼吸障害を引き起こし、生命の危険にさらされています。患者を救うために、西安交通大学機械製造・システム工学国家重点実験室教授で「創島3D」の上級専門家である李迪塵教授と何建康教授は、唐渡病院胸部外科と共同で、国際的に最も先進的な3Dプリント生分解性材料設備と技術を用いて患者の気道をきれいにし、患者が正常に呼吸できるようにした。この手術は2016年3月28日に完了し、中国の記録を破り、中国で臨床医学において3Dプリントされた生分解性ポリマー材料を使用した最初の成功例となった。

背景と方法

人間の気管の長さは平均約12cmですが、患者の気管は6cmあり、軟化して潰れており、閉塞した気道は非常に狭く、わずか3mmしか残っていませんでした。この状態は臨床的に非常にまれであり、閉塞部分が気管切除の最大長さを超えたため、除去できませんでした。従来の計画に従って内部ステントを植え込むと、喀痰の排出が困難になるなどの問題が生じます。

患者のCT画像データに基づいて、手術前に3Dプリント気管モデルが作られ、李小飛院長と曹鉄生教授は患者の状態を十分に評価した後、外部ステントサスペンション手術を行うことを決定しました。「創島3D」の何建康教授は、李所長と数回の議論を経て、ポリカプロラクトン吸収性生体材料を使用することを決定し、専用の3Dプリントプラットフォームを特別に構築しました。作成されたステントは徐々に分解され、2〜3年以内に人体に吸収されるため、患者はステントを除去するための2回目の手術の苦痛から解放されます。気管ステントの分解サイクルは調整可能であり、調整方法はポリカプロラクトン生体材料の種類と分子量を制御することです。ポリカプロラクトンは生体適合性に優れているため、気管狭窄の問題を効果的に解決できるだけでなく、ステント留置後の副作用も回避できます。

結果

3Dプリントされた気管懸垂外部ステントは、合理的な構造設計と優れた機械的特性を備えています。手術後の虚脱した気管を外部ステントで懸垂し、縫合して固定することで、気道が確保され、患者が正常に呼吸できるようになります。手術前は肺の中の分泌物や痰が排出できず、患者の両側に重度の閉塞性肺炎を起こしていました。手術後、左側の閉塞性肺炎は自然に治癒しました。

話し合う

気管手術は胸部外科の最高峰です。気管の長さが限られており、医師が切除できる部分もさらに限られているため、いったん問題が発生すると解決が非常に困難になります。したがって、新しい 3D プリント技術を使用してこの部分の問題を解決できることは、気管手術の進歩であるだけでなく、人類にとっても大きな進歩です。

李小飛院長によると、長区間気管切除術の後、過度の牽引により縫合した気管が外れないように、患者の顎を一定期間胸に縫い付ける必要があるため、患者は術後に大きな痛みを感じる。また、気管にステントを入れると、喀痰の排出が困難になるなどの問題も生じる。

3Dプリント気管ステントは、生体適合性に優れた吸収性生体材料を使用しており、気管狭窄の問題を効果的に解決できるだけでなく、内部ステントの埋め込み後の副作用を回避し、患者の痛みを最小限に抑えることができます。この手術は記録を破り、中国で臨床医学における3Dプリント生分解性ポリマー材料の使用の初の成功例となった。これは将来、気管軟化症の治療に有効な方法となるだろう。

（左から2番目：何建康教授、左から5番目：李暁飛理事、左から6番目：曹鉄生教授）
「Chuangdao 3D」医療用3Dプリントソリューションの概要

出典: Chuangdao 3D

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