大日本印刷と筑波大学 安価で内部が見やすい臓器立体模型を3Dプリンターで作製する手法を開発
2015年07月09日
大日本印刷(DNP、北島義俊社長)と筑波大学 医学医療系 大河内信弘教授、大城幸雄講師、およびシステム情報系 三谷純教授は、従来よりも安価に、血管などの内部構造が視認しやすい臓器立体模型を3Dプリンターで作製する手法を共同開発した。
同研究成果は、2015年7月15日(水)~17日(金)に静岡県浜松市で開催される『第70回日本消化器外科学会総会』で発表する予定。また、臓器立体模型の作製手法については、特許出願中。

3Dプリンターは、2020年の世界市場規模が約21兆円(装置材料1兆円、その他サービスなどで20兆円)になると予想されている。医療分野での3Dプリンターの活用例としては、現在、手術をより安全、確実に行うために、3Dプリンターで作製した患者一人ひとりの臓器立体模型を使い、手術のシミュレーションや練習、治療の計画などを立てる手術プランニングが増えている。既に頭蓋骨や顎の一部の手術では、実物大の模型の利用が保険適用になっている。また、肝臓、膵臓などの実質臓器の立体模型については、主に医師の研究や一部症例での活用が進んでおり、今後、実際に治療を行う臨床現場での利用も期待されている。
しかし、従来の3Dプリンターで使用する材料の樹脂は高価で、実質臓器の立体模型1つの作製に数万~数十万円かかるため、患者一人ひとりの立体模型を必要とする臨床分野への展開は困難だった。さらに、従来の模型は、内部の血管などの構造物を不透明またはカラーの樹脂で、実質部を透明な樹脂で作製しており、透明樹脂は模型の形状によって光の屈折などの影響を受けるため、内部がゆがんで見え、血管などの臓器の内部構造の視認性が低いという課題もあった。
筑波大学では、医学医療系とシステム情報系との連携により、3Dやバーチャルリアリティの技術を利用した手術のシミュレーションシステムの研究開発に取り組んでおり、外科医のトレーニングや術前の手順確認などへの活用を進めている。
DNPは、工業分野でプラスチック容器の試作、建築分野で住宅展示場での住宅模型、エンターテインメント分野で雑誌付録の試作など、多様な分野で3Dプリンターを活用したビジネスを展開している。また、3Dプリンターでの危険物製造や著作権侵害を抑えるセキュリティプログラムの開発も手掛けている。
このたび、双方の知見を応用し、従来よりも安価で、内部構造が視認しやすい実質臓器の立体模型を作製する手法を開発し、肝臓の3Dプリントモデルの作製に成功した。筑波大学が3次元データを作成し、DNPが3Dプリンター用データへの補正と出力条件の設定を行った。