歯科修復分野における 3D プリントの展望はどのようなものですか?

出典: Euforia Labs

過去22年間、国は口腔デジタル化基準に関する一連の規制を発行しており、これは国の口腔デジタル化産業への関心と支援を示すとともに、口腔デジタル化産業の健全な発展に好ましい条件を作り出しています。今日の急速な技術発展の時代において、歯科のデジタル化の分野は前例のないチャンスに直面しています。

精度、パーソナライゼーション、効率性の向上といった利点を備えた口腔デジタル技術は、口腔修復の将来の発展をリードしています。その中で、3Dプリント技術は口腔デジタル技術の重要な部分として、口腔修復に革命的な変化をもたらし、口腔修復の分野を新たな領域に導くことは間違いありません。

歯科のデジタル化が未来を切り拓く 歯科のデジタル化とは、歯科分野の関連データと技術をデジタル形式に変換し、口腔のデジタル診断、治療、修復を実現するプロセスです。

このプロセスには主に 3 つのステップが含まれます。
① データ収集：口腔内スキャナとコーンビームコンピュータ断層撮影（CBCT）によるデジタルデータ収集。
②データ処理とモデル設計：CADソフトウェアを使用してデータ処理とモデル設計を完了します。
③データ処理：3D製品印刷、CNC切断[1]。

デジタル口腔技術の台頭により、従来の口腔修復方法の限界と課題を克服する新しいソリューションが生まれています。デジタルスキャン、コンピューター支援設計、3Dプリントを通じて、口腔デジタル技術は口腔修復プロセスのデジタル化とパーソナライズを実現しました。この技術は修復の精度を向上させるだけでなく、修復サイクルを大幅に短縮し、手術の難易度と医師の技術的ハードルを下げ、患者の快適性を向上させます。

3D プリント技術アプリケーションの修復 歯科のデジタルバックエンドの重要な構成要素として、3D プリント技術の需要も高まっています。 3D 印刷技術は、積層製造技術とも呼ばれ、3 次元モデルデータのコンピューター支援設計を使用し、3D プリンターを駆動して材料を層ごとに追加し、積み重ねて蓄積し、最終的に 3 次元エンティティを構築します。

新しいデジタル3Dプリント技術は、パーソナライズされたガイド、モデル、補綴物、生物学的足場の設計と製造に役立ちます。医学、科学、工学における多分野にわたる学際的なアプローチとデジタルプログラム支援設計の助けを借りて、デジタル3Dプリント技術は、口腔疾患の予防と診断のためのよりパーソナライズされた多様なソリューションや戦略を提供することができます[1]。

口腔修復の分野では、デジタルソフトウェアに基づく 3D 印刷技術は、高精度、最小限の侵襲性、短い操作時間、高い作業効率などの利点があります。従来の成形プロセスと比較して、より多くの人手を節約し、処理ステップを簡素化し、材料の無駄を減らし、フライス加工装置や工具の摩耗問題を効果的に回避し、アンダーカットの発生や微細構造の加工困難を防ぐことができます[2]。同時に、3Dプリントと従来の製造プロセスとの比較実験を多数行った結果、3Dプリント技術は模型製作と修復物の装着に必要な時間を短縮し、成功率と患者満足度は従来のプロセス製品よりもはるかに高いことが示されました[3]。

市場は巨大で、将来性も有望です。 Zhiyan Consultingの「3Dプリント産業の発展動向：2023年の中国の3Dプリント市場の動態分析、発展方向、投資見通し分析レポート」のデータによると、世界の3Dプリント市場規模は2021年に152億4,400万米ドルに達し、中国は17％を占め、世界の3Dプリント産業規模の地域構造で第2位にランクされています[4]。わが国の3Dプリント産業の発展はまだ初期段階にあり、中核技術と最先端の人材の不足により、産業の発展は深刻に制限されていますが、その大きな可能性はまだ見出せます。

図1. 2021年の世界3Dプリント産業規模の地域構造統計によると、わが国の3Dプリント産業の市場規模は2017年にはわずか98億元でした。2021年までに、3Dプリント市場規模は265億元に達し、167億元増加しました。2022年も成長を続け、321.6億元に達しました。 2021年のサブセクターの収益から判断すると、医療歯科が12％以上を占めており[4]、これは中国の口腔3Dプリント産業が常に幅広い発展の見通しを持っていることを間接的に示すのに十分です。

図2. 2021年の中国の3Dプリントアプリケーションの状況 MarketsandMarketsの世界の歯科用3Dプリント市場レポートデータによると、虫歯やその他の歯科疾患の発生率の増加、歯科審美の需要の増加、歯科医院やクリニックでの歯科用3Dプリンターの採用の増加、高齢者人口の増加などの市場要因により、世界の歯科用3Dプリント市場の収益は2027年までに7億9,000万米ドルに達し、2022年から2027年までの年平均成長率は20.2％になると予想されています。その中で、修復セグメントは歯科用3Dプリント市場で最大のシェアを占めています。2021年のデータによると、修復セグメントは市場の55.0％を占めています。この市場セグメントの成長は、主にクラウンやブリッジの需要の増加、虫歯の増加、歯の喪失の増加、顧客の間での高度な歯科技術の受け入れの増加に起因しています[5]。 3D プリント技術は口腔修復の分野で幅広い応用市場を持っていることがわかります。

図3. 世界の3Dプリント市場の動向
困難を克服し、テクノロジーで力を得る 3D プリント技術は歯科修復の分野で進歩を遂げていますが、その開発はまだ初期段階にあり、いくつかの課題に直面しています。例えば、セラミック材料は融点が高く脆いため、3Dプリント技術では効率的な処理が難しく、焼結プロセス中の温度と時間を正確に制御することが難しく、成形されたデバイスの変形など、解決が必要な問題が発生する可能性があります[2]。材料の選択、印刷速度、コストなどの面ではまだ改善の余地があります。

これらの問題を解決するために、企業や研究機関は研究開発への投資をさらに増やし、オールセラミック修復物やステントの密度、サイズ、気孔構造、表面強度などの側面に焦点を当て、技術を継続的に改善し、口腔デジタル化と3Dプリント技術の継続的な進歩と革新を促進する必要があります。

技術が発展するにつれて、より高精度の 3D プリント技術、より多くの材料の選択肢、より広い応用分野の出現が予測されます。これにより、口腔修復の質と効率がさらに向上し、患者の治療体験が向上します。

将来を見据えた政策支援 医療機器産業の高品質な発展を促進するため、2023年3月に発表された「口腔デジタル医療機器標準化技術ユニットの設立に関する国家薬品監督管理局の公告」では、国家薬品監督管理局が口腔デジタル医療機器標準化技術ユニットを設立することを決定したことが言及されており、これにより医療機器標準化組織体制がさらに改善され、口腔デジタル市場が標準化され、口腔デジタル技術の発展が促進されることになる。

技術の継続的な進歩とその応用の拡大により、口腔修復における口腔デジタル技術と 3D プリント技術の応用展望は広くなっています。歯科用デジタル技術と3Dプリント技術には、まだ革新の余地が多く残されており、歯科用デジタル市場は今後数年間で急速に成長し続けることが予想されます。

同時に、オーラルデジタル技術はさまざまな分野の技術と組み合わせることで、新たな火花を生み出すことができます。口腔デジタル技術と3Dプリント技術の広範な応用は、口腔医療分野におけるデジタル化とパーソナライゼーションの傾向を示しています。人工知能や機械学習などの技術と組み合わせることで、より正確でインテリジェントな口腔修復ソリューションを実現できると考えられています。したがって、口腔デジタル修復における 3D プリントの今後の発展の見通しは非常に期待できるものとなるでしょう。

テクノロジーを常に追いかけ、企業に力を与える 口腔のデジタル化と 3D プリント技術は、口腔修復の分野で大きな可能性と展望を示しています。企業はこの技術開発の動向に細心の注意を払い、患者により良い口腔修復サービスを提供して競争力を高める必要があります。同時に、口腔デジタル技術と3Dプリント技術、他分野の技術を融合し、革新的な発展を遂げることで、3Dプリント口腔修復の分野はより活気に満ちた可能性に満ちた未来を迎えると期待しています。これにより、歯科医療にさらなる可能性と機会がもたらされるでしょう。

【参考文献】
[1] Shi Feifei、Ge Wenhui、Xu Laijun。口腔病学におけるデジタル3Dプリント技術の臨床応用の進歩。山東医学2023年、第63巻、第11号。

[2] Li Xiaoxue、Fan Shifeng、Hou Xiaowei。口腔修復分野における3Dプリントバイオセラミック材料の研究の進歩。中国現代医学ジャーナル。第33巻第4号、2023年2月。

[3] 夏雲寧、馬楚凡、陳吉華。口腔修復における3Dプリント技術の応用。Med＆Pharm J Chin PLA。Vol.30、No.6、2018年6月。

[4] Zhiyan Consulting：3Dプリント業界の発展動向：2023年の中国の3Dプリント市場の動態分析、発展方向および投資見通し分析レポート。

[5] MarketsandMarkets: 歯科用3Dプリンティング市場 - 製品別（材料（プラスチック、金属）、機器（3Dスキャナーとプリンター）、サービス）、技術別（バット光重合、FDM、SLS、ポリジェット）、用途別（補綴、インプラント）、エンドユーザー別（ラボ、病院） - 2027年までの世界予測

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