医療分野における3つの大きな予測:高精度3Dプリント技術の今後のイノベーションの動向

医療分野における3つの大きな予測:高精度3Dプリント技術の今後のイノベーションの動向
この投稿は Bingdunxiong によって 2024-12-30 16:25 に最後に編集されました

南極のクマの紹介:過去 30 年間にわたり、3D プリンティングは、特に医療技術と生命科学の分野で、あらゆる分野で積極的にイノベーションを推進してきました。付加製造技術は、業界に前例のないイノベーションの機会を提供し、患者と生命科学研究に直接影響を与える問題点を解決します。

△ コインを参照オブジェクトとして使用して 3D プリントされた緑内障ステント ヘルスケアとバイオ医薬品のイノベーションのペースが加速し続ける中、研究者はこれらの発見を適応させ、前進させる新しい方法を模索しています。 3D プリント技術は、さまざまな独自のソリューションを提供します。がんやアルツハイマー病などの難病に対する新しい治療法の開発、スマートなウェアラブル医療機器の構築、緑内障治療用のマイクロステントなどの個別化された治療ソリューションの提供など、3D プリント技術はこれらのアプリケーションでより高い精度と開発サイクルの短縮を実現するのに役立ちます。

近年、あらゆる業界で小型化の傾向が見られ、3D プリント技術がさらに魅力的になっています。場合によっては、超高精度のマイクロ部品を製造するための唯一の選択肢となることもあります。 2025年までに、マイクロ3Dプリンティングや新たな付加製造材料(生体適合性や耐熱性を高めたものを含む)の導入により医療イノベーションが加速し、患者ケアが再定義されることが予想されます。

△特定用途向けに開発された3Dプリント材料が新たなイノベーションをもたらす
1. 材料と生産オペレーションが特殊なアプリケーションをサポートします

疾患モデル、精密医療、その他の特殊な用途をサポートするために、高度な温度感受性および生体適合性材料に対する需要が高まっています。医療技術は、患者の安全を確保するために滅菌された生体適合性の材料を使用して開発される必要があり、これが 3D プリント技術が製品設計者やエンジニアにとって魅力的な理由の 1 つです。この技術により、試作から生産までのすべての段階でさまざまな材料を使用でき、製品テスト用に少量または一回限りの材料を生産できるようになります。

ヘルスケア分野では、カスタマイズされた使い捨てのテクノロジーの使用も普及しています。 3D プリンティングは従来の製造方法よりも柔軟性が高く、サンプルが少量使用されるため小ロット生産ではコスト効率が高くなります。今後、3D プリンティング企業は、特定の応用分野の材料科学者や研究者と緊密に連携し、特定の性能ニーズを満たす新しい材料を開発していくことが期待されます。

△ボストンマイクロマニュファクチャリング社による3Dプリントバイオチップ
2.3Dプリンティングが細分化された医療分野でイノベーションを牽引

2024 年、医療機器市場には、医療技術業界の特定のサブセクターにおけるニッチな問題の解決に重点を置く複数の新規参入者が参入するでしょう。たとえば、Pristine Surgical は 3D プリント技術を使用して関節鏡手術ツールを改良しました。このようなイノベーションは、高解像度の 4K イメージング技術を通じて内視鏡手術の手術プロセスを簡素化するのに役立ちます。

高精度マイクロ 3D プリンティング ソリューションは、医薬品の研究開発 (R&D) を促進するための改善されたツールを提供することで、治療医学の進歩にも貢献しています。マイクロ流体デバイスは、ラボオンチップまたは臓器オンチップ プラットフォームとも呼ばれ、医薬品研究で人間の生物学を模倣するために使用され、試験段階で新しい薬や治療法に対する体の反応をより正確にシミュレーションすることができます。これらのデバイスは、医薬品の開発から病気の治療まで、幅広い医療研究分野で重要な役割を果たしています。

ボストン・マイクロ・マニュファクチャリングのグローバル事業担当 CEO であるジョン・カウォラ氏は、将来、企業は医療技術やヘルスケアの分野における設計や製造の課題を 3D プリンティングでどのように解決できるかに重点を置くようになると予測しています。また、3D プリントを使用して生命科学研究を加速し、費用と時間のかかる生体内研究を回避しながら、信頼性の高い代替手段を提供することにも重点を置く可能性があります。

△ 鉛筆消しゴムを基準物体として 3D プリントされたマイクロニードル
3. 医療技術の小型化がイノベーションを牽引し続ける

治療の実施方法や手術中のコンポーネントの小型化の傾向が強まるにつれ、マイクロ 3D 印刷技術は、ミクロンレベルの精度で革新的なソリューションを可能にするため、ますます魅力的になっています。場合によっては、積層造形が、多くの部品に求められる厳しい許容誤差を繰り返し達成できる唯一のソリューションとなることがあります。

研究者らは最近、マイクロ3Dプリント技術を使用してバイオニック腫瘍内カテーテルを作成した。このカテーテルは肝臓腫瘍への薬剤送達を改善するように設計されており、従来の製造技術では実現が難しい 0.4 mm のサイドホールと細いバーブが設計に組み込まれています。研究者らは、3Dプリント技術を用いてデバイスを作製することで、マイクロカテーテルが薬剤濃度を183倍に高めることができることを発見した。これは、超標的癌治療の実現にとって非常に意義深いことである。

超高解像度のコンポーネントが不可欠になることが多いですが、コンポーネントのサイズが小さくなるにつれて製造の難易度が増します。こうした課題に直面して、業界全体では、医薬品開発から手術器具に至るまで、ヘルスケアやライフサイエンスの研究を前進させるためにマイクロ 3D プリント技術の導入が進んでいます。

「医療における革新と進歩の新たな年を迎えるにあたり、これらの成果は主に 3D プリントなどの独自の技術によるものです」と Kawola 氏は述べています。「この分野の将来に期待を寄せており、歯科や医療現場の最終用途アプリケーションに仕事を拡大し、それぞれの業界で革新を推進するお客様を引き続きサポートしていきたいと考えています。」



医療、高精度、ナノテクノロジー

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