3Dプリント技術により、膝関節炎の患者は「足が先に老化する」ことを心配する必要がなくなる

この投稿はLittle Soft Bearによって2021-12-2 16:17に最後に編集されました。

出典：上海第九人民病院の王金武チーム

高齢化社会の到来と高齢者数の継続的な増加により、変形性関節症（OA）は中高年者の健康を脅かし、障害を引き起こす主な要因の1つになっています。 OA 患者は全世界で約 1 億 9 千万人おり、その数は増加し続けています。発症率は年齢とともに増加し、40 歳未満では 5% ですが、60 歳から 75 歳では 50% を超え、75 歳以上では 80% にまで達します。

変形性膝関節症は、最も一般的なタイプの OA です。これは、関節に侵入する慢性で無菌性の進行性炎症であり、最終的には関節の痛み、変形、機能障害を引き起こし、患者の運動能力と生活の質に影響を及ぼします。データによると、60歳以上の人のほぼ100％に膝関節変性の組織学的症状が見られ、60％から80％にOAのX線所見が見られ、20％に痛みと運動制限が見られ、国内の発症率は8.3％と高い。

膝関節は主な荷重支持および運動関節として、人間の日常生活において重要な役割を果たします。変形性膝関節症の発生と進行は患者の生活の質に深刻な影響を及ぼし、長期的な影響、高額な治療費、高い障害率などにより、深刻な社会的負担となっています。

変形性膝関節症の診断<br /> 下肢力線の測定は、通常、体重負荷位置での下肢力線の全長X線撮影を使用して行われます。さらに、脛大腿角は膝の変形性関節症の診断にもよく使用されます。脛骨大腿角は、大腿骨の長軸と脛骨の長軸が膝関節の中心で交差して形成される角度で、平均174°である。

変形性膝関節症に最も一般的に使用される理学療法は、膝装具を着用することです。初期および中期の変形性膝関節症の患者は、適切な膝矯正装具を着用することで、関節の変性や肥大を遅らせたり、抑制したり、外科的治療の時期を延期したり、さらには外科的治療を回避したりすることができます。膝関節症の装具矯正は長期にわたるプロセスです。膝関節症の患者の場合、膝矯正装具を短期間装着すると関節の痛みが軽減されますが、長期間装着すると患肢の力線が矯正され、関節コンパートメントのスペースが永久的に変化します。そのため、手術前の長期にわたる整形外科的装具療法が最も重要な治療となります。

膝装具の現状

3点（4点）力補正原理

利点：下肢の力線を矯正し、患側のコンパートメント間スペースを増やし、患側のコンパートメント間への負荷を軽減します。欠点：反対側のコンパートメント間スペースを減らし、反対側への負荷を増やし、反対側の摩耗を悪化させます。

一般的な 3 点および 4 点力装具に加えて、膝関節の両側にさまざまな大きさの軸方向引張力を加えます。作用と反作用、てこバランス、力分解の原理に基づいて、力が小さい側に向かって矯正トルクを生成します。力線を矯正することで、患者の患側の負荷を軽減し、反対側の負荷を局所的に軽減し、反対側の摩耗の悪化を回避します。

これを基に、王金武教授のチームは3Dプリント技術を膝装具の設計と製造にも応用し、新型のパーソナライズされた3Dプリント片側無負荷膝装具を開発しました。パーソナライズされた治療を提供すると同時に、装具の重量も軽減し、装具を着用している患者の快適性を大幅に向上させました。

患者は装具なし（左）と装具あり（右）で歩行し、装具装着前後の歩行データが歩行実験を通じて測定・分析されます。実験データの結果、被験者が内側膝減圧装具を着用した後、立脚後期（膝の荷重を支える重要な期間）に膝外反角度が増加し、内側膝力線が外側に移動し、内側膝圧力が減少することが予備的に証明されました。初期および中期の変形性膝関節症の患者の場合、適切に設計された膝矯正装具を着用すると、下肢の力線が矯正され、患部の顆にかかる力が軽減され、痛みが軽減され、患部の機能が改善され、膝関節の安定性が向上します。

専門家の紹介<br /> 医学博士、主任医師、教授、博士課程指導者。彼は現在、上海ジアオトン大学医学部に所属する第9人の病院の主任医師です翻訳医学のための国家主要科学技術インフラストラクチャの革新的な医療機関（上海）、デジタル医学および生物学的3D印刷研究所の翻訳医学インフラストラクチャ（上海）、骨aと共同リハビリテーション委員会の共同リハビリテーション医療の主要な規律リーダー第13回5年計画期間中の科学技術省の国家主要な研究開発プログラム、上海の優れた技術リーダー、および中国医師会の上海デジタル医学部の議長選挙。科学技術部の重点研究開発計画（バイオ3Dプリント）、科学技術部の「863」（高精度3Dプリント設備製造）と「973」（多層マイクロナノ骨修復バイオマテリアル）サブプロジェクト、国家自然科学基金など7つの国家プロジェクトと16の省・省レベルのプロジェクトを担当。同時に、民政部の3Dプリントリハビリ補助器具標準研究プロジェクトと上海市人民政府のリハビリ補助器具産業発展戦略研究プロジェクトを主導し、20のモノグラフ（編集長1名、副編集長5名）の編集に参加。上海交通大学にデジタル医学と3Dプリントの先端医学と工学の相互変換大学院課程を設立。筆頭著者として70本以上のSCI論文を発表（NatureとScienceのサブジャーナルの論文3本を含む）。
戴克栄院士の指導と支援の下、当社は主導的に国内初の3Dプリント医療機器登録証の申請を行いました。これは登録者制度のもとで科学研究機関が申請した国内初の医療機器登録証でもありました。

専門分野: 複雑な肩関節周囲骨折の低侵襲治療、肩関節鏡下における腱板損傷および肩不安定症の低侵襲治療、肩関節および肘関節置換術、3D プリントされたリハビリテーション補助具および 3D プリントされた骨および関節インプラントの臨床的変革、および顕微手術およびカスタマイズされた人工関節技術による肩腫瘍の四肢温存治療。

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