UHB と Stratasys が協力して、カスタム 3D プリント医療ガイドを開発し、手術時間を最大 3 時間短縮

この投稿は warrior bear によって 2023-12-17 20:33 に最後に編集されました。

頭蓋顎顔面腫瘍手術の実施においては、精度が重要です。頭部、顔面、顎、首の腫瘍を管理する専門分野は、これらの領域の複雑な解剖学的構造と重要な機能のために、多くの課題を伴います。毎年何千人もの人々がこうした手術を受けており、数ミリメートル単位の誤差が手術の成功と失敗を分けることになる。これらの手術に不可欠なツールは、外科医が正確な切開と骨の変更を行うためのガイドとなる切断ガイドです。これらのガイドは伝統的に手作業で作られており、不正確になりがちです。しかし、3D プリントの導入により精度が大幅に向上し、個々の患者のスキャンに基づいてガイドをカスタムフィットできるようになりました。

2023年12月17日、アンタークティックベアは、英国バーミンガム大学病院（UHB）の研究者が、3Dプリントされたカスタマイズされた手術ガイドを使用して、高リスクの手術を完了させたことを知りました。同病院は、Stratasys の J5 MediJet 3D プリンターを手術ワークフローに統合することで、頭蓋顎顔面手術をガイドするための 3D プリント切断の使用を先駆的に進めています。 Stratasys と共同で開発されたこれらのカスタムガイドは、各患者の体にぴったり合うように調整されており、精度が向上し、手術時間が最大 3 時間まで大幅に短縮されます。
△バーミンガム大学病院は、カスタム 3D プリント手術ガイドを統合することで、患者の転帰を改善し、手術時間を短縮しています。画像提供：Stratasys
外科手術の簡素化
UHB と Stratasys の協力者は、患者のスキャンに基づいて、150 ミクロンの解像度を持つ非常に正確な手術ガイドを開発しました。これらのガイドは、医療および歯科用途向けに設計された透明で強力な樹脂である生体適合性 PolyJet 材料 Biocompatible Clear MED610 で作られています。この素材は、外科手術中に重要な皮膚との安全な相互作用と内部組織との短期的な接触を考慮して設計されています。
UHB Reconstructive Sciences のコンサルタント臨床科学者、ステファン・エドモンドソン氏は次のように語っています。「3D プリントは、手術時間を最大 3 時間節約できるだけでなく、手術計画の精度も向上させます。患者のスキャン画像を使用して、チームは各患者の独自の解剖学的構造を 3D で視覚化し、実際の手術の前に 3D プリント技術を使用して解剖学的モデルと個別の手術用切断ガイドを生成することができます。この機能により、手術が完了する前に手術を正確に予測できるだけでなく、綿密な術前計画を最高の精度で実行するためのツールが得られます。手術室に入る前にプロセス全体と予想される結果について話し合うことができるため、手術チームの準備も整い、患者もよりリラックスできます。」
UHBによると、この手術では外科医が患者の腓骨（下腿の骨）の一部を切り取り、頭部や首で使用できるように形を整えるという。これは骨移植と呼ばれ、骨の欠損の修復に役立ちます。主な課題は、移植骨の活動（および機能）を維持しながら、特定の領域の形状とサイズに合わせて腓骨を正確に形成することです。 3D プリントは患者のスキャンから正確な手術ガイドを作成し、より正確な骨の形成を可能にします。これらのガイドのミクロンレベルの精度は、良好なフィット感と患者の拒絶反応や不快感のリスクを最小限に抑えるために重要であり、精度の低い従来の方法に比べて大きな改善点です。
このアプリケーションをサポートするのは Stratasys の GrabCAD 印刷ソフトウェアであり、これにより手術準備プロセスがさらに簡素化されます。病院は、Stratasys 3D プリンターとテクノロジーに関する長年の経験を活かし、同ブランドのマルチマテリアル、フルカラー J5 MediJet 3D プリンターを購入しました。ハードウェアとソフトウェアのサポートにより、病院の外科手術能力が向上しました。
△GrabCAD印刷のスクリーンショット。画像提供：Stratasys。
ハイエンドケア<br /> この外科的応用の影響は UHB の範囲を超えています。その他の例としては、腫瘍切除後の再建手術があり、患者固有のガイドラインにより、腫瘍切除と顔面再建の精度が大幅に向上しました。顔面同種移植では、組織の配置と統合を成功させるために、3D プリントされたモデルとガイドが不可欠です。さらに、口腔および顎顔面の腫瘍切除や骨再建を伴う症例では、これらのカスタムガイドにより手術の精度が向上し、骨移植のより良い位置合わせと適合が保証されます。この技術は、複雑な外科手術を容易にするだけでなく、患者の治療結果の改善にも役立ち、外科手術の大きな進歩を示しています。
さらに、外科医は手術の計画と実行だけでなく、他の用途にも 3D プリントモデルを使用します。また、これらは臨床医や学生にとって貴重なトレーニングツールとしても機能し、自然な骨の触覚フィードバックの正確なモデルを複製するスキルを向上させることができます。外科手術のトレーニングにおいて死体モデルから 3D プリントモデルへの移行は、費用対効果が高く、教育的にも有意義であることが証明されています。
全体として、3D プリント技術を医療処置に統合することは、患者ケアにおける大きな前進を意味します。この技術により、非常に精密でカスタマイズされた手術ガイドやモデルの製造が可能になり、手術時間が短縮され、手術結果が向上し、医療トレーニングや計画プロセスに革命がもたらされます。

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