患者固有 PEEK インプラントを製造する 3D Systems の押出技術が、欧州の主要病院で画期的な頭蓋手術をサポート

April, 26, 2024, Rock Hill--3D Systemsは、同社のポイントオブケア技術を使用して製造された患者固有の 3D プリント頭蓋インプラントが、バーゼル大学病院 (スイス) の頭蓋形成術で成功したと発表した。
バーゼル大学病院の医用生体工学科 (UNIBAS DBE) の医療積層造形研究グループ (Swiss MAM)責任者、 Florian Thieringer 教授と口腔顎顔面外科(OMFS)責任者Florian Thieringer 教授のリーダーシップの下、チームは Raphael Guzman 教授および脳神経外科と協力して、3D Systems の技術を採用して、現在の医療規制(MDR)に準拠した初の頭蓋インプラントをポイントオブケアで製造した。3D Systems の押出プリンティング技術は、その構造と設計が、ポリエーテルエーテルケトン (PEEK) 材料を使用して耐久性と生体適合性のあるインプラントを製造するのに使いやすいという点でユニークである。さらに、この技術により、病院自体で患者固有の形状を製造できるため、外科医と患者の両方に多大なメリットをもたらす。バーゼル大学病院のチームが作成したインプラントは、2019年に脳卒中による合併症を経験していた46歳の男性の崩壊する頭蓋骨の一部を交換することに成功した。

患者がGuzman教授の治療に入ったとき、彼は視覚障害、激しい頭痛、めまいを経験しており、頭蓋骨の崩壊のために額が沈んでいた。バーゼル大学病院のチームは、Dr. Neha Sharmaの指導により、まず患者の頭蓋骨のコンピュータ断層撮影(CT)スキャンを行い、それをソフトウェアにインポートして、患者独自の解剖学的構造に合わせてカスタマイズされたインプラントのモデルを作成した。その後、インプラントは病院の3Dプリンティングラボで、3D SystemsのEXT 220 MED押出プラットフォーム上でEvonikのVESTAKEEP i4 3DF PEEKを使用して製造された。PEEKは、その機械的特性(すなわち、軽量、熱および電離放射線に耐性があり、人間の骨に似ている)のために、そのような用途にとって非常に望ましい材料である。3D Systems のプリンティング技術は、無菌環境下でのヘルスケアアプリケーションを可能にするために独自に設計されている。

「バーゼル大学病院での移植の成功は、医療用3Dプリンティングにとって極めて重要な瞬間であり、患者ケアに革命を起こす可能性を示している」とThieringer教授はコメントしている。「欧州全域の病院とのわれわれのコラボレーションは、QMSと規制ガイドラインに関するPOC APP AGが提供する貴重な専門知識とともに、医療成果の向上における高度な技術とコラボレーションの力を示している。」

3D Systems のポイントオブケアソリューションは、ザルツブルク大学病院の口腔顎顔面外科部門のチームによっても使用され、55 歳の男性 Rainer Trummer の患者固有の頭蓋インプラントを製造した。頭蓋骨癒合症(すなわち、頭蓋骨の1つが小児期に早すぎる時期に骨化し、頭蓋骨の変形を引き起こす)。これらの技術は、病院の院内臨床医によって結集され、患者のニーズにうまく対処し、チームを成功に導くためのカスタマイズされたソリューションを提供した。同病院では、Oqton の D2P ソフトウェアを使用して患者の CT 画像から 3D モデルを作成し、Oqton の Geomagic Freeform を使用して患者固有の後頭部プロテーゼの設計を完成させた。頭蓋インプラントは、3D Systems の EXT 220 MED 押出プラットフォーム上でエボニックの VESTAKEEP i4 3DF PEEK を使用してプリントされた。

このソリューションは、ザルツブルク大学病院の脳神経外科でも、侵攻性の脳腫脹に対して定期的に行われる減圧頭蓋切除術後の患者固有のインプラントに導入され、成功を収めている。ザルツブルクの脳神経外科部長Christoph Griessenauer教授によると、ザルツブルクでは年間40件の減圧頭蓋切除術が行われている。腫れが引いた後、骨は患者固有の頭蓋形成術インプラントに置き換えられる。これまでのところ、先月中に4件の頭蓋形成術が行われており、今後さらに複数の手術が計画されている。「当院でプリントされた患者固有の頭蓋インプラントを初めて使用できることを誇りに思う」とGriessenauerは話している。同科の上級出席者の一人であるDr.Pöppeは、臨床側からこの取り組みの先頭に立っていた。「この革新的な治療は、規制基準に準拠した、パーソナライズされたソリューションを提供する医療用3Dプリンティングの力を示している。これらの手術の成功は、3Dプリンティングを日常の臨床診療に統合する上で大きな一歩を踏み出した」とDr.Pöppeは話している。

「われわれは、この医療革命の最前線に立ち、3D プリンティングの専門知識を活用して患者に具体的な利益をもたらすことを誇りに思っている」と、3D Systems の医療機器担当ディレクタ Stefan Leonhardt はコメントしている。「欧州の病院とのコラボレーションは、医療を変革する3Dプリンティングの可能性を実証している。この技術を進化させ、より幅広い医療ニーズに対応できることを嬉しく思う。3D Systems は、医療用 3D プリンティングの分野におけるイノベーションを推進し、医療従事者と手を携えて患者ケアを強化し、より明るく健康的な未来に貢献することに引き続き取り組んでいる。」

3Dプリントされた頭蓋インプラントの使用は、高度な技術の利用可能性に基づいて加速すると予想される。2023年2月にAcumen Research and Consultingが発表したレポートによると、2021年の頭蓋インプラントの市場規模は約12億ドルで、2030年には21億ドルに近づくと予想されている。頭蓋インプラントは、外傷、欠陥、再建など、幅広いアプリケーションに対応可能である。3Dプリンティングなどの材料や製造方法の継続的な革新により、この市場の成長を促進する新しいソリューションが可能になると予想されている。