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3Dが描き出す医術革命

印刷の常識を覆した3Dプリンターが急速に普及している。従来の技術では再現が困難だった複雑な立体物の造形が可能となった。「想像」でしかなかったモノが「創造」できる。新たなモノづくりのツールが医療の現場を変え始めている。

本物そっくりのお面「ザ・リアルフェイス」。目の血管や虹彩まで正確に再現している。ずらしてかぶらなけらば気付く人はいなかった。医療関係者からの問い合わせが増えている(東京・渋谷)
「ザ・リアルフェイス」の男性バージョン。肌のしわや毛穴など怖いぐらいそっくりだ(滋賀県大津市)

兵庫県神戸市の神戸大学医学部附属病院。2年前からファソテック(千葉市)と開発した3次元生体モデルを外科手術の現場で活用している。

患者のCTやMRIのデータを基に正確に再現された臓器の模型。数種類のアクリル系樹脂材を使い、3Dプリンターで造形された。医師はこの生体モデルで手術のシミュレーションを繰り返す。

スケルトンタイプの模型は内部を血管や神経が複雑に走り回る様子が見え、とてもリアルだ。患者への手術内容の事前説明や、実際の手術現場での手順の確認などに使われる。ITを駆使し、医療現場の「可視化」に力を入れてきた同病院の杉本真樹医師。これからは「可触化の時代」と目を輝かせる。

比叡山と琵琶湖に囲まれた住宅街の一角に小さな事務所を構えるREAL-f(滋賀県大津市)には連日、世界中からの問い合わせが止まない。話題は超精巧な立体お面「ザ・リアルフェイス」。3Dプリンターに独自の立体写真造形技術を組み合わせて製作している。毛穴や虹彩に至るまで本物と見まがうほどの精巧な仕上がりだ。

最先端の手術支援ロボット「ダヴィンチ」がある神戸大学の医療関連施設。生体モデルをつかってトレーニングすることで一層、手術の安全性を高めることができる
4本のポールから光を照射し、8個のカメラで撮影する。その間わずか6秒。詳細な全身の3Dデータがパソコン上に取り込まれる(東京・渋谷のCUBE)
3Dプリンターで正確に打ち出される腎臓の模型。紫外線で硬化するアクリル系樹脂を吹き付ける。約7時間ほどで完成した(千葉市のファソテック)

今までは映画やCM撮影、記念品としての引き合いが多かったが、事故で顔に損傷を負った人や形成外科、歯科医師など医療関係者からの問い合わせが増えている。「まばたきや口元が動くように改良を進めたい」と同社の北川修社長。より柔軟性のある素材を使ったモデルの製作にも着手する予定だ。

東京大学の文化祭で医学部のイベント会場に並ぶ臓器などの生体モデル。来場者は「こんな感触なんですね」と驚きの声を上げた

生きた細胞を使用して、身体部位の人工再生に取り組む研究チームもある。富山大学大学院理工学研究部の中村真人教授は、本物の臓器の作製に取り組んでいる。「プリンターが打ち出すインクのドットと細胞の大きさがほぼ同じ」(中村教授)である事に着目。細胞を一つ一つ正確に積み上げて配列できる「3Dバイオプリンター」を開発し、血管になりうる二層構造のチューブの作製に成功した。改良を積み重ね、枝分かれする複雑な構造のチューブも作れるようになった。必要な身体部位を個別に再生できることを目指し研究を進めている。

「神様の図面」。積層造形技術の専門家である東京大学生産技術研究所の新野俊樹教授は、製造することが想定されていない生体の複雑な構造をこう例える。この図面をも正確に再現しようとしている3Dプリンターは、医療の現場を刷り変えようとしている。

先月、インターネット上で銃を製造できる設計データが公開され、高い再現能力の負の側面が浮き彫りになった。あらゆるものを創造し得るこの新たな技術をどう生かすかは使い手次第だ。

インクの代わりに生きた細胞で構造物を打ち出せる「3Dバイオプリンター」。最近ではパソコンで設計したハニカム構造を印刷できるようになった。より複雑な構造物の作製を目指している(富山大学)
「3Dバイオプリンター」は血管になりうる二股構造のチューブの作成も可能だ(富山大)
JMCが開発した血管の模型。触感などを実物に限りなく近く、再現している。カテーテルなど医療の技術トレーニングとして使われる(横浜市)
作製した肝臓の複製を3Dプリンターから取り出す山梨大医学部の佐野勝廣助教。薬品で不要な部分を溶かし、塗装して完成する(山梨県中央市)
山梨大医学部では3Dプリンターで作製したがん患者の肝臓の複製を臨床実習に使用している。「なかなか臓器に触れる機会が少ないので、これでイメージも湧きやすい」と学生にも好評だ(山梨県中央市)
写真部 瀬口蔵弘 寺沢将幸

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