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2021年、医療現場における3Dプリントの6つのトレンド

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人間の脳の3Dプリントされた解剖学的モデル

2020年、世界的なコロナウィルスの大流行によって、あらゆる業界がかつてない混乱に見舞われました。多くの業界が目覚ましい回復力を示しましたが、なかでもヘルスケア業界は、生産能力、供給、労働力の面で大きな課題を抱えていたにもかかわらず、見事な成果を上げました。COVID-19 のパンデミックは、ヘルスケアを再考し、再構築する必要性を明確に示しました。同時に、この危機は、危機的なニーズに対応するために3Dプリントを採用する医療施設(ポイント・オブ・ケア3Dプリント)が増加し続けているのは驚くことではありません。

Materialias 3D印刷設備を使用している病院の数を示す世界地図:米国/カナダ113、南アメリカ9、英国31、EU 48、中国24、日本34、オーストラリア9
3Dプリント設備にMaterialiseソフトウェアを使用している病院

2020年は苦難の年でしたが、2021年は、革新的な技術が最大限に活用される、より未来志向のヘルスケアへの移行の年になることが期待されます。

ここでは、Point-of-Care 3D Printing(医療現場での3Dプリントの活用)に関して、2021年に注目すべき最も重要なトレンドを紹介します。

1. ヘルスケア分野での幅広い3Dプリントの応用

2020年には、パンデミックによってサプライチェーンが何度も寸断されました。それによって、医療に不可欠な材料が不足し、臨床現場に3Dプリント機能があることの価値が認識されるようになりました。スピードと多様性を備えた3Dラボは、状況の変化に簡単かつ迅速に対応し、必要に応じてリソースを再利用することができます。例えば、手術計画のための解剖モデルのプリンティングから個人用保護具など院内でその時必要とされるプリンティングへと焦点を移すことができます

2021年には、様々な物資の入手可能性がまだ予測できないため、3Dプリントは、変動するサプライチェーンにとって、信頼できる頼もしい見方となります。必要性が発明の原動力となることで、ヘルスケアにおける3Dプリンティングアプリケーションの利用が拡大すると考えられます。

2. デジタルコミュニケーションとリモートコラボレーション

日常生活の中で社会的な距離が縮まっている今、新しいコミュニケーションやコラボレーションの方法がこれまで以上に必要とされています。ヘルスケアの分野では、デジタル化が急速に進んでいることから、遠隔診断や遠隔治療といった遠隔医療の需要と提供が増加すると考えられます。患者と臨床医、臨床医と臨床医のコミュニケーションや、臨床医と3Dプリントラボとのコミュニケーションのためのデジタル技術は必須となり、その普及のための障壁はこれまでよりもはるかに低くなるでしょう」と述べています。

Materialise Mimics Viewer日常生活の中で社会的な距離が縮まっている今、新しいコミュニケーションやコラボレーションの方法がこれまで以上に必要とされています。ヘルスケアの分野では、デジタル化が急速に進んでいることから、遠隔診断や遠隔治療といった遠隔医療の需要と提供が増加すると考えられます。患者と臨床医、臨床医と臨床医のコミュニケーションや、臨床医と3Dプリントラボとのコミュニケーションのためのデジタル技術は必須となり、その普及のための障壁はこれまでよりもはるかに低くなるでしょう」と述べています。

Mimics Viewerでの解剖学表示画面
Mimics Viewer(ミミックス ビューワー)は、3Dの解剖モデル、計画、デバイスなどを扱う際に、エンジニアと医師の高率的な遠隔コラボレーションを可能にします。

3. 3Dプリンティング活動が仮想現実や拡張現実で補完される

仮想現実や拡張現実のような高度なビジュアライゼーション技術は、かつてはテレビゲームの世界だけのものでしたが、現実では3Dプリントアプリケーションを補完するものとして、臨床現場での重要性が高まっています。その可能性は、ハードウェアの性能が向上し、対象となるソフトウェアアプリケーションが利用できるようになったことで高まっています。また、手ごろな価格のデバイスのおかげで、アクセス性も劇的に向上しました。これにより、臨床例の視覚化やトレーニング目的だけではなく、デバイスのラピッドプロトタイピングをサポートし、場合によっては手術室で外科医を支援するためにも、導入が進むことは確実です。

高度なビジュアライゼーションの没入感は、コミュニケーションやコラボレーションを新たなレベルへと導きます。マテリアライズは、バーチャルリアリティをサポートし、3Dプリントを補完することで、遠隔地でのプランニングやコラボレーションをより早く、低コストで実現します。

バーチャルリアリティを利用してインプラントを埋め込んだ股関節を笑顔で扱う女性
股関節のバーチャルリアリティ

4. 品質管理システムの重要性が高まる

COVID-19の影響で1年遅れとなった欧州連合の新しい医療機器規則(MDR)は、2021年5月より完全に適用されます。EU加盟国全体で、ポイントオブケア3Dプリンタメーカーは、いくつかの条件のもと、MDRの第5条免除の下で運営することができます。これらの条件には、印刷された医療機器が作成された法人内でのみ使用されることや、病院が適切な品質管理システム(QMS)を導入していることなどが含まれます。

米国では、臨床現場での3Dプリンタメーカーを取り巻く法律はあいまいです。しかし、病院での3Dプリンターの導入が進むにつれ、品質管理システムの必要性が高まっています。

マテリアライズでは、品質をすべての活動の中核に据えています。世界中のポイント・オブ・ケア3Dプリンター施設をサポートするために、私たちは過去30年間の医療機器製造で培った品質管理システムの確かな経験を活かしています。

5. 臨床ワークフローにおける3Dプリントのさらなる統合

DICOM規格が更新され、STLファイルやOBJファイルがDICOMカプセル化されるようになったことで、臨床ワークフローにおける3Dプリントとプランニングの統合が進むことになりました。3Dプリントファイルは、病院のPACSで簡単にアーカイブや検索ができるようになりました。これにより、3D画像ファイルと患者の医療記録との関連付けが容易になり、トレーサビリティが向上します。

DICOMでカプセル化されたSTLファイルは、現在Mimics Innovation Suite(MIS)23でサポートされており、新たにDICOMでカプセル化されたOBJファイルは、2021年5月に発売されるMIS24でサポートされる予定です。

6. 3Dプリンタへのアクセス性の向上

3Dプリンティング技術は常に向上しており、3Dプリンティングメーカーは品質向上に力を注ぐだけではなく、機械をより安価にする努力をしています。その結果、高品質で医療グレードの3Dプリンタがより身近なものになっています。

その代表例が、Formlabs社の「Form3」とStratasys社の「J55」です。Form3BLは、最小限の操作で大量の3Dプリントが可能なプリンタです。ストラタシスは、J55の発売により、ポリジェット技術の効率性と品質を、これまで以上に手ごろな価格でオフィスでも利用できるようにし、自然なカラープリントを可能にしました。

3Dプリント技術の低価格化が進むことで、ポイント・オブ・ケアでの3Dプリントの導入が促進され、新たなヘルスケアアプリケーションの開発が活発化すると考えられています。

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