肌

2023 年 5 月 26 日 MDO Contributors Network より

Guillaume Bailliard、Formlabs 著

これは、BTech Innovation によって設計された頭蓋インプラントのプロトタイプを備えた頭蓋骨です。 長く湾曲した部分は、VIDA Medical Devices によって設計された気道確保装置です。 三角形の部分は、Sandoz Device Development Center (旧 Coalesce) によって設計された薬物送達デバイス (吸入器) のプロトタイプです。 大きいネジ部分は関節鏡カニューレであり、小さいネジ部分は干渉ネジです。 パーツは BioMed Black レジンと BioMed White レジンで印刷されました。 [写真提供：Formlabs]

しかし、その採用はまだ転換点に達しておらず、皮膚に安全で生体適合性のある新しい材料の材料科学革新により、3D プリンティングによる個別化されたヘルスケアの増加が促進されるでしょう。 医療機器メーカーや医療施設は、これらの新素材の可能性を理解し、機器の設計に組み込む必要があります。

インプラント用の金属の印刷とは別に、医療用途に関連する 3D 印刷には、光造形 (SLA) と選択的レーザー焼結 (SLS) という 2 つの主なタイプがあります。 SLA は、高精度、等方性、防水性の高いプロトタイプや、微細な形状と滑らかな表面仕上げを備えた最終用途部品を製造できる能力により、医療業界を支配してきました。 さらに、SLA 3D プリンタでは生体適合性材料がすでに利用可能になっており、医療機器の設計者やメーカーは、最終用途や外科用機器のケアを向上させるカスタム デバイスを作成できます。 滅菌と皮膚接触のニーズを満たすように設計されたこれらの材料は、黒、白、透明、琥珀などのいくつかの色で入手可能であり、長期の皮膚接触や短期間の粘膜接触など、さまざまな用途向けに検証されています。 。

SLA 3D プリンティングは、そのパフォーマンスと利用可能な材料の範囲により、歴史的に医療機器メーカーにとって頼りになる存在でした。

現在、SLS 3D プリンティングが台頭しています。 この方法では、高出力レーザーを使用して、ポリマー粉末の小さな粒子を焼結して、3D モデルに基づいた固体構造を形成します。 このため、部品あたりのコストが低く生産性が高く、ラピッドプロトタイピングや最終用途部品の作成に最適であるため、他の業界のメーカーにとっても人気のある選択肢となっています。 SLS プリンター用の新しい肌に安全な素材により、医療業界がこの 3D 印刷タイプのメリットを享受できるようになります。

これらの 3D プリント材料は市場に投入される前に、刺激性と皮膚感作性に関する ISO 規格を満たすテストが行​​われているため、補綴物、医療器具、ボーラス装置、スポーツ用品、矯正器具、ウェアラブル アクセサリーなどのカスタムメイドの医療用途に使用できます。もっと。 ISO 規格は、材料の安全性の生物学的および臨床的評価を表しており、皮膚に接触する医療機器用途のための指示資料の作成を提供します。 インシリコ法やインビトロ法など、さまざまな皮膚曝露には異なる基準、期間、エンドポイントがいくつかあるため、デバイスエンジニア、施設、メーカーが各材料の用途、ひいては 3D プリンティング方法を理解することが重要です。彼らの応用のために。

医療用途向けの SLA および SLS 3D プリンティングにより、デバイス メーカーは医療用のカスタムメイド部品の選択肢を増やすことができます。 これらの医療材料の特性とさまざまな 3D プリンティング アプリケーションの機能を理解することで、施設やメーカーはポイントオブケア 3D プリンティング、プロトタイピング、最終用途の患者固有の部品作成に適切な道を選択できるようになります。

これらの 3D プリントされたデバイス コンポーネントとウェアラブルは、TPU の Fuse 1+ 上にプリントされました。 [写真提供：Formlabs]

新しい医療グレードの材料の開発は、医療専門家によるポイントオブケア製造へのアクセスを拡大するために重要です。 ヘルスケア材料の製造プロセスには、ISO 13485 認定および FDA 登録施設、ISO 10993 および USP の生体適合性および滅菌適合性のテストが含まれます。 市場には多くの SLA および SLS 材料がありますが、継続的な研究開発が個別化されたヘルスケアの導入をサポートしています。

安全性と医療用途を念頭に新しい材料が開発されると、積層造形の革新と導入が進む可能性があります。 これにより、個別化された医療の機会が増えるだけでなく、今後何年にもわたって手術、研修医の教育、患者エンゲージメントを改善しながら、より機敏な医療サプライチェーンの基盤を整えることもできます。

医療用途向けのさまざまな 3D プリンティング ワークフローと材料はヘルスケアを前進させ、研究者、外科医、放射線科医、機器エンジニア、歯科医、歯科矯正医が患者に個別化された精密なヘルスケアを提供するツールを提供できるようになります。

これらの材料は、患者専用の機器や新しい医療機​​器の革新を低コストで提供することに加えて、リスクを軽減し、医療サプライチェーンの俊敏性を高めると同時に、今後何年にもわたって手術、研修医の教育、患者との関わりを改善するのにも役立ちます。

たとえば、パンデミックは、医療施設が緊急の患者ケアに対応して提供するために革新し、協力する中で、業界ではまれな迅速な対応を引き起こしました。 3D プリンティングを初期に導入した企業は、このテクノロジーを使用して、患者固有の手術ガイドや解剖学的モデル、高度な補綴物、医療機器などを作成していました。 鼻腔綿棒不足に見舞われたとき、既存の 3D プリンターと皮膚に安全な素材により、USF Health、Northwell Health、Tampa General Hospital が共同で作成し、Formlabs 3D プリンターで印刷した新型コロナウイルス感染症鼻腔検査綿棒のデザインで機敏な対応が可能になりました。 この迅速な対応は、コラボレーションと、すぐに使用できる医療用途向けの既存の材料によって可能になりました。

この機敏な対応は、医療リーダーが医療 3D プリンティングとこれらの材料をどのように利用して、次の危機に備えるためのより機敏なサプライ チェーンを構築できるかを示しています。 これは、世界の医療施設がどのように協力して命を救うことができるかを示すケーススタディです。

前進するには、医療機器の設計者とメーカーは 3D プリンティングを採用し、医療用途に利用できる技術と材料について学ぶ必要があります。 皮膚に安全な新しい素材が開発されるにつれ、患者に合わせたケアを低コストで提供できる可能性が高まります。

患者ケアの改善にとどまらず、医療分野における材料革新と 3D プリンティングの採用の拡大により、医療提供者、施設、メーカーはより機敏になり、危機や患者のニーズにこれまでよりも迅速に対応できるようになります。

Guillaume Bailliard は Formlabs Healthcare の社長です。 [写真提供：Formlabs]

このブログ投稿で表明された意見は著者のみのものであり、必ずしも Medical Design & Outsourcing またはその従業員の意見を反映するものではありません。