3D印刷は、カスタマイズされた経済的な骨補綴物をタイの患者にもたらします

タイのチュラロンコン大学の冶金工学教授であり、この比率を変えることを目指す会社の共同設立者であるブーンラット・ローウォンワタナ博士は、「医療費の90％は世界人口の10％にしか役立たない」と述べた。 「2017年に設立され、タイの患者に手頃な価格のカスタマイズされた医療用インプラントを提供することに取り組んでいます。 Meticulyは、人工知能（AI）アルゴリズム、シミュレーションソフトウェア、金属3D印刷技術を組み合わせて、従来の既製のインプラントよりもわずか10〜30％高いコストで、カスタマイズされた骨補綴物を7日以内に提供できます。

新興経済国が直面している課題


このジャーナルの読者は、カスタマイズされた医療用インプラントの利点にすでに精通しているかもしれません。患者さんのニーズに合わせて設計・製造された機器は、手術を容易にし、手術室で過ごす時間が短くなり、治癒率が速くなり、全体的な効果が向上します。これらの利点は「Meticuly」モデルにも引き継がれますが、タイでは医療機器が通常海外から輸入されているため、リスクが高くなります。病院の対応は、多数のインプラントを在庫に保管することです。しかし、通常のインプラントのみが容易に入手可能であり、これらは必ずしもタイの患者にとって最良の解決策ではありません。



Lohongwatana博士は次のように説明しています。「入手可能な標準サイズの骨インプラントのほとんどは西洋の解剖学的データに基づいているため、ほとんどの標準サイズの骨インプラントは、タイの患者の体に合うように形状を調整するために多くの作業と時間を必要とします。」これらのミスマッチのインプラントは、外科的失敗や修正手術を引き起こす可能性があります。」



彼は、タイでカスタムインプラントを販売している欧米の企業がいくつかあると指摘しましたが、これは既製のオプションよりもはるかに高価であり、治療プロセスの時間が長くなり、患者は手術を数週間待つことになります。 Lohongwatana氏は次のように述べています。「多くの場合、患者は待たないことを選択するか、単にインプラントの費用を支払う余裕がありません。」これは、切断またはより早く完了することができる他の治療を受けることを意味する場合があります。



タイの患者と外科医に、地元のカスタマイズされた手頃な価格のオプションを提供します。 Lohongwatanaは、3D印刷を中心とした高精度製造の研究を通じて、この選択の必要性を学びました。何人かの医師が彼に義肢のカスタマイズを依頼し、2015年に彼と医学教授のTipachart Punyaratabandhu博士は、世界初のチタン製親指義足を作成しました。一緒に、2つはより多くの指と腕が切断されるのを避けるために金属3D印刷技術を使い続けます、しかし彼らの能力は研究資金によって制限されます。 2017年、lohongwatanaはChedthaPuncreobutr博士と緊密に協力しました。



同社は全国の外科医と協力して、直接金属レーザー溶融（DMLM）または選択的レーザー溶融（SLM）、およびプラスチックヒューズ製造（FFF）の手術ガイドラインを使用して、金属3Dプリント骨補綴物を設計および製造しています。タイの外科医と患者は、自宅に近い場所でインプラントをカスタマイズし、コストを削減し、時間を短縮することを選択できるようになりました。



「Meticulyの名前は「Meticulous」という言葉に由来し、高精度製造のゴールドスタンダードになりました」とLohongwatana氏は述べています。 「患者は常に、患者のために特別に設計およびパーソナライズされた、適切に設計された埋め込みデバイスと外科的誘導システムを受け取ります。」しかし、パーソナライズは、Meticulyが表現し、提供することを目的としているものの一部にすぎません。彼は次のように述べています。「世界中の誰もがパーソナライズされたインプラントと外科用ソリューションを購入できるようにしたいと考えています。」「私たちの目標は、西欧諸国の医療機器製造規制に細心の注意を払うことです。コストを節約し、生産をスピードアップする方法私たちの技術が本当に安くて人気になるようにプロセスします。」



スキャンからインプラントまで1週間で


タイの外科医は、不適切な既製のインプラントを使用したり、カスタマイズされた機器を海外に入手するために数週間待つ代わりに、Meticulyからカスタマイズされた骨インプラントを数日以内に低コストで入手できるようになりました。外科医は、患者のCTスキャンデータをMeticulyの人工知能クラウドサーバーにアップロードし、コラボレーションソフトウェアを使用して会社と協力し、人工知能アルゴリズムを使用して外科的手法とインプラント設計を実行します。外科医によって確認されると、デザインは製造施設（細心の注意を払った自社施設または地元のパートナーの施設）に送られ、そこでインプラントと対応する手術ガイドが3Dプリントされます。最終的なアイテムはパッケージ化され、滅菌されてから、病院の外科手術室に送られます。



CTスキャンデータの受信から3D印刷されたインプラントの送信までの全プロセスは、7日以内に完了することができるとLohongwatana氏は述べています。節約された時間の一部は、金属3D印刷プロセス自体によるものです。従来の機械加工と比較して、DMLMとSLMはより少ないステップで注入できます。その一部は場所から来ています。タイで骨補綴物を製造する能力は、それらを輸送および輸入することの潜在的な落とし穴を回避します。



しかし、本当の節約は、3Dプリントの開始前に起こったことです。 lohongwatanaによると、加速されたスケジュールには2つの鍵があります。 1つ目は、人工知能（AI）を利用した設計プロセスです。カスタムアルゴリズムは、通常、設計エンジニアによって実行される労働集約的なモデリングタスクを自動化します。さらに、厳密なインプラントソリューションと設計ワークフローでは、広範な臨床情報と死体データを使用して、広範囲の解剖学的変化において適切な生体力学的性能を確保しています。範囲外の状況では、特別な設計上の考慮が必要な場合はほとんどありません。術後の結果を術前の計画と比較し、これらの予測アルゴリズムを継続的に改善します。



2つ目は、シミュレーションでサポートされる建設準備です。金属3D印刷プロセスが決定されると、既製のソフトウェアと独自のソフトウェアの組み合わせを慎重に使用して、より効率的な製造のために建設のすべての側面をシミュレートします。 Lohongwatana氏は次のように述べています。「シミュレーションを使用して、ソリッドメタルパーツの3D印刷の各形式に必要なサポート構造と方向を最適化し、最小のサポート構造とパーツの高さで理想的な印刷品質を実現します。」この戦略は時間を短縮するだけではありません。設計から建設まで、サポートの使用と必要なレイヤーの総数を制限することにより、実際の印刷に必要な時間も短縮します。



この計画と3D印刷プロセスの速度は、他の手段によるコストを節約しながら、インプラントを手頃な価格に保つのに役立ちます。 Meticulyのオンラインコラボレーションプラットフォームは、カスタムインプラントや必要な手術ガイドラインを購入する仲介業者の数を減らします。プリンターに一緒にバッチ注入し、未焼結のチタン粉末を再利用することで、機械の時間と材料を節約できます。さらに、カスタムインプラントのオンデマンドの性質により、既製の機器に関連する在庫コストを回避できます。



タイおよび他の場所での3Dプリントインプラント



これまでに、Meticulyは、タイとその周辺地域の350人以上の患者に、人体の42の異なる骨の位置を対象としたカスタマイズされたインプラントソリューションを提供してきました。患者の中には、肩の骨肉腫の男児と、重度の脳閉塞のために頭蓋形成術を必要とした母親がいました。 Meticulyの仕事のおかげで、これらの患者はカスタマイズされたインプラントを迅速かつリーズナブルな価格で受け取ることができます。



Lohongwatana氏は次のように述べています。「他のカスタムインプラントサプライヤーと比較して、外科医と患者に、より手頃な価格でより良い外科治療の選択肢を提供するという目標を常に守ってきました。」「当社の製品の価格は標準よりも高いだけです。 。インプラントは10〜30％高く、参入の障壁が低くなっています。公立病院にはカスタマイズされたインプラントの償還メカニズムがないため、主要な公立病院への寄付も開始し、ソリューションの自己負担費用を助成しています。 「」



同社がインプラントの製造を続けるにつれて、人工知能ベースの設計戦略とシミュレートされた製造がよりスマートになり、おそらくさまざまな方法で、より多くの患者を支援できるようになります。 lohongwatanaと彼の同僚が模索している1つの可能な方法は、各デバイスを最初から製造するのではなく、既製のインプラントをカスタマイズすることです。この戦略は、3D手術計画とデジタルインプラント設計の同じ利点を利用できますが、医師と製造業者が既存の在庫を使用できるようにします。標準サイズのインプラントを調整する機能は、3D印刷技術の採用を促進するのにも役立ちます。



しかし、タイを越えて見ると、細心の注意を払ったモデルとツールを適用して、ヘルスケアを改善し、世界の他の地域でインプラントをより利用しやすくすることができます。その自動化された設計プロセスは、現在の埋め込み製造ワークフローの多くの課題を克服し、オンデマンドの3D印刷は生産を統合してローカライズします。この戦略により、適切な3Dプリンターを備えた認定施設を使用して、世界中のどこでも医療機器を製造できます。



「3Dプリント技術は、他の新興経済国の外科医や患者にも役立つと信じています」とLohongwatana氏は述べています。 「アジアとアフリカの初期の発展途上国では、多くの人々が償還や保険のサポートを受けていませんでした。手頃な価格に注意を払うことがこれまで以上に重要であることがわかりました。」



インプラントを迅速に製造または変更する機能により、病院と患者は、これらのデバイスをインポートする際のコスト、時間、および制限から解放されます。さらに、これらのカスタマイズされたインプラントは、サービスを提供する患者にとってより適切なソリューションです。その結果、世界中の新興経済国に住む人々は、より優れた医療オプション、およびより優れた形成外科、神経外科、形成外科の結果を利用できます。



このビジョンを推進する次のステップとして、lohongwatanaは現在、Royal College ofEngineeringからのInnovationLeadership Scholarshipを完了しています。これは、世界中のコミュニティの生活を改善するためのイノベーターに資金とサポートを提供するネットワークおよびビジネストレーニングプログラムです。



「ヘルスケア業界の量から価値への転換を加速することにより、私たちは業界が個人の健康の結果に対してより責任を負うようになることを願っています」とLohongwatanaは言いました。 「最終的には、患者、外科医、医療スタッフに完全に個別化された高精度の治療を提供すると同時に、個別化医療の概念の下でコストを効果的に管理するための新しい基準を確立したいと考えています。」いつでもどこでも個別化されたインプラントと医療を提供します。 「」

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