整形外科インプラント用3Dプリンティング金属

整形外科インプラント用3Dプリンティング金属 はじめに

3Dプリンティングはさまざまな業界に革命をもたらしているが、医療分野も例外ではない。整形外科の分野では、3Dプリンティングによって、より精密なフィット感と患者の予後を向上させるカスタムメイドのインプラントの作成に新たな可能性が生まれました。このブログ記事では、整形外科インプラントへの3Dプリンティング金属の応用について探ります。業界の現状、最近の開発状況、一般的に使用されている金属粉末、サプライヤー情報について説明します。

整形外科インプラント用3Dプリンティング金属の現状

整形外科における3Dプリント金属インプラントの使用は、急速に成長している分野である。2020年、3Dプリント整形外科インプラントの世界市場は$12億円と評価され、2028年には$45億円に達すると予測されている。この成長の原動力となっているのは、以下のような多くの要因である：

• パーソナライズド・インプラントに対する需要の高まり： 生え際に続けるインプラントは、続けるインプラントは続けるインプラント。そのため、インプラントのゆるみ、痛み、感染などの合併症を引き起こす可能性があります。ー 3Dプリンターでークインプラントはークインプラントはークインプラントー
• 3Dプリンティング技術の普及： 近年、3Dプリンティング技術はより手頃な価格で利用できるようになった。これにより、より多くの病院や医療機器企業がインプラントの製造にこの技術を採用することが可能になりました。
• 臨床試験の増加： 整形外科における3Dプリント金属インプラントの使用を支持する臨床的証拠が増えつつある。臨床試験では、3Dプリント・インプラントは、患者の満足度、インプラントの寿命、合併症リスクの低減という点で、従来のインプラントよりも優れた結果を提供できることが示されています。

3Dプリント金属インプラントの最新動向

3Dプリンターによる金属インプラントの分野では、最近さまざまな開発が進んでいる。最も注目すべき開発には次のようなものがある：

• 新しい3Dプリンティング技術の開発： 精度、スピード、材料特性を向上させた新しい3Dプリンティング技術が開発されている。これにより、新しく改良された3Dプリントインプラントが開発されつつある。
• 新しい生体材料の開発： 3Dプリンティング用に特別に設計された新しい生体材料が開発されている。これらの生体材料は、生体適合性、オッセオインテグレーション、耐久性が向上している。
• 新しいソフトウェアや設計ツールの開発： 3Dプリントインプラントの設計と製造を容易にする新しいソフトウェアと設計ツールが開発されている。これらのツールは、3Dプリントプロセスの精度と効率の向上に役立っています。

3Dプリントインプラントによく使われる金属粉末

3Dプリントインプラントに最もよく使われる金属粉末は以下の通りである：

• チタン合金： チタン合金は、生体適合性、強度、耐食性に優れているため、3Dプリントインプラントに最もよく使用される金属粉末です。一般的に使用されるチタン合金粉末には、Ti6Al4V、Ti5Al2.5Sn、Ti6Al7Nbなどがあります。
• コバルトクロム合金： コバルトクロム合金もまた、3Dプリント・インプラントによく使われる金属粉末である。高強度、耐摩耗性、耐食性に優れています。一般的に使用されるコバルトクロム合金粉末には、CoCrMoやCoCrWNiなどがあります。
• ステンレススチール： ステンレス・スチールは、3Dプリント・インプラントの費用対効果の高い選択肢である。生体適合性、強度、耐食性に優れています。一般的に使用されるステンレス鋼粉末には、316Lや22Cr13Ni5Moなどがあります。

3Dプリント・インプラント用金属粉末サプライヤー

3Dプリント・インプラント用の金属粉末のサプライヤーは数多く存在する。代表的なサプライヤーには以下のようなものがある：

• MET3DP: Met3DP社は、レーザーおよび電子ビーム粉末床溶融用に最適化された高品質の金属粉末を幅広く製造しています。そのポートフォリオには、TiNi、TiTa、TiAl、TiNbZr、CoCrMo、ステンレス鋼、超合金などの革新的な合金が含まれます。
• アルカム Arcam社は3Dプリンティング用チタン合金粉末のリーディングサプライヤーです。
• マテリオン マテリオンは、チタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの3Dプリンティング用金属粉末の大手サプライヤーである。
• ヘガネス ヘガネスはステンレスを含む3Dプリンティング用金属粉末のリーディングサプライヤーです。
• LPWテクノロジー： LPWテクノロジーは、チタン合金やコバルトクロム合金を含む3Dプリンティング用金属粉末のリーディングサプライヤーです。

3Dプリント金属インプラントの利点

3Dプリンターで作られた金属インプラントは、従来のインプラントに比べて以下のような多くの利点がある：

• フィット感と精度の向上： 3Dプリンターで作られたインプラントは、患者固有の解剖学的構造に合わせてカスタマイズできるため、フィット感が向上し、合併症のリスクを減らすことができます。
• 感染リスクの低減： 3Dプリンターで作られたインプラントは無菌環境で製造できるため、感染のリスクを減らすことができる。
• より早い治癒時間： 3Dプリンターで作られたインプラントは、骨の成長と治癒を促進し、治癒期間の短縮につながります。
• コスト削減： 3Dプリンターによるインプラントは、従来のインプラントよりもコスト効率よく製造できるため、患者にとってより手頃な価格で提供することができる。

ケーススタディ

整形外科における3Dプリント金属インプラントの利点を示すケーススタディは数多くある。例えば ネイチャー・メディスン は、3Dプリンターで製作したチタン合金製インプラントを用いて、重度の脊柱変形患者の治療に成功したことを報告した。このインプラントは患者固有の解剖学的構造に合わせてカスタマイズされ、大手術を必要とせずに変形を矯正することができた。

ジャーナルに発表された別の研究 ランセット3Dプリンターで作られたコバルト・クロム合金インプラントが、股関節骨折患者の治療に成功したと報告した。このインプラントは、患者の可動性と生活の質を回復させることができた。

結論

3Dプリンティングは、医療分野に革命を起こす可能性を秘めた急成長中の技術です。整形外科の領域では、3Dプリント金属インプラントは、従来のインプラントと比較して、適合性と精度の向上、感染リスクの低減、治癒時間の短縮、コストの削減など、多くの利点を提供します。技術の開発が進むにつれ、3Dプリント金属インプラントは整形外科疾患の治療においてますます重要な役割を果たすようになると予想されます。

参考文献

• バイオメディカル用途のための金属の3Dプリンティング： https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7061633/
• 整形外科における3Dプリンティング金属インプラント：方法、応用と将来の展望： https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10480061/
• 整形外科用生分解性金属の3Dプリンティングにおける最近の進歩： https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37644461/