３Dプリンターを活用したオーダーメイド医療機器の製作

気管切開カニューレは、気道確保、吸引、狭窄防止などの目的で気管内に挿入される医療機器で、用途や目的により多種多様なものが使われている。しかし、患者の気管孔・気管とカニューレの形状が合わないことによるトラブルや事故が少なくない。

患者のX線CTデータを入手し、3DCADを用いて気管とその周辺の断面形状を図面化した。新規導入した3Dプリンタで、カニューレを構成する15mm雄コネクタ、ネックプレート、本体チューブを製作し、接着・組立によりカニューレ機能を持つオーダーメイド品を製作した。カニューレはチューブ先端近くにカフを付けたタイプとカフ無しタイプに大別され、それぞれ内筒と発声バルブの有無を患者の病態・体型に合わせて選択できるようにした。形状確認のため、患者のX線CTデータを基に3Dプリンタで着色した気管断面モデルを製作し、そこにオーダーメイド品を装着して適合を確認した。

3Dプリンタで製作したオーダーメイド品が患者の気管に最適な形状であることを、気管断面モデルへの装着により確認した。患者のX線CTデータから3DCADと3Dプリンタを用いることで、形状に合わせた最適なオーダーメイド・カニューレを製作できた。これによりトラブルや事故の防止、患者のQOL向上、医療従事者の負荷軽減、無駄な医療費の抑制が見込まれ、社会貢献につながる。

現在はカニューレの製作種類数を増やすとともに、異常な形状の気管にも適用できるかを確認するため、患者のX線CTデータの入手に努めている。今後は、化学的安全性、全体的な安定性・耐久性について十分な調査を行い、病院での臨床試用を経て医療機器として薬事承認申請を計画している。