Sinterex社は2017年からドバイで医療用3Dプリントの最前線に立ちました。現在では、6台のFormlabs製3Dプリンタを使用する16人の医師とエンジニアのチームとなり、アラブ首長国連邦（UAE）を代表する公的医療機関であるドバイ保健局（DHA）と連携しています。さらに、UAE内で3Dプリンティングを推進するDubai 3D Printing Strategic Allianceの一員でもあります。

FREOPP World Index of Healthcare Innovationによると、UAEの医療システムは、財政の持続可能性と公的医療費は「優秀」ですが、医療の進歩、医療のデジタル化、新しい治療法へのアクセスという点では「悪」でした。Sinterex社の使命は、この現状を変えることでした。臨床医と協力し、湾岸地域で最も複雑な症例を扱うことも少なくありません。

これまでの3Dプリンタによる実績の大半は、手術計画用の解剖学的モデルでした。患者さんのCTやMRIのデータを、セグメンテーションソフトを使って、興味のある特定の解剖学的特徴を切り分けます。彼らは、3Dプリントを使って、モデル、手術ガイド、または患者専用のインプラントを製造しています。あらゆる利点の中で、モデルは患者の理解やコミュニケーションにとって特に重要でした。さらに、手術計画を立てるためにモデルを作ることは、手術の成功に大きな影響を与えました。

ケーススタディ：3Dプリンタで悪性軟骨肉腫の3Dモデルを作成

軟骨肉腫は、骨の軟骨に発生する骨のがんの一種です。通常、骨盤（腰骨の間）、肩、肋骨、または腕や脚の長骨の端に発生することが多いのが特徴です。軟骨肉腫は、骨髄腫、骨肉腫に次いで3番目に多い骨の原発性悪性腫瘍で、原発性悪性骨科系新生物の20～27％を占めます。

若いフィリピン人女性が結婚して4年経っても妊娠しなかったため、婦人科を受診することにしました。婦人科医は最初の調査の後、骨盤の腫瘤を発見しました。そこで、筋骨格系骨軟部腫瘍の整形外科腫瘍学を専門とし、26年の経験を持つ整形外科医、モハメド・マシュフール博士が紹介されました。

造影剤を用いたMRIで精密検査を進めたところ、坐骨弓状突起から骨盤内に内部侵入し、一部は骨盤外に出ている巨大な骨盤内腫瘤が発見されました。

3DバーチャルモデルによるMRIと赤色で表示された大きな骨盤の塊

「骨盤の中に深く食い込んでいた。腹部から触診することができた。それは隆起しており、ほぼ臍を越えていた。」とマシュフール医師は言いました。血管外科医、産婦人科医、腫瘍内科医、放射線腫瘍医を含むチームが、NDTでこの症例について幅広く議論しました。腫瘍の大きさから、手術に踏み切るかどうか、多くの議論が交わされました。

「腫瘍外科医として、私たちは本当に画像を研究し、多くの準備をします。だからこそ、決断を下し、修正し、支援するために、あらゆるツールが必要なのです。一日の終わりに、私は可能な限り正確な手術計画を立て、患者さんの合併症や位置ずれなどの問題を回避するために、あらゆるものを大切にします。」と、マシュフール博士は述べています。

3DバーチャルモデルによるCT、腫瘍は青色でハイライトされています。

腫瘍は骨盤の80％以上を占め、骨盤の外にまで出ていました。腫瘍の中には、重要な血管が絡まっていました。もし切除すれば、骨盤腔内に引き込まれ、致命的な出血を引き起こす可能性がありました。

このとき、3Dモデルが登場したのです。その結果、その時点では腫瘍は切除不能であることが分かりました。マシュフール博士のチームは、残念ながら手術が行えないことを知りました。しかし、3Dプリンタが科学的な判断を下すのに役立ったことは喜ばしいことでした。実際、このケースでは、手術を避けるのが正解だったのです。

マシュフール博士は、整形外科腫瘍の分野で3Dモデルのコンセプトは本当に素晴らしいアイデアだと考えており、これは革新的な技術だと言っています。

「昔は、腫瘍のある患者さんにはカスタムメイドの人工関節と呼ばれるものがありました。患者さんを診察し、MRIを撮って寸法を測り、それをメーカーに送って、その患者さん用に同じ大きさのカスタムメイドのテンプレートモデルを作ってもらうのです。通常、1ヵ月半から2ヵ月ほどかかります。その間に腫瘍が進行し、寸法が変わってしまうのです。しかし、3Dプリンタのおかげで、今では残念ながら2次元の画像ではどうにもならない、腫瘍を実際の大きさで見るための模型をすぐに作ることができるのです。」
-マシュフール博士

3D腫瘍モデルの作製方法

Sinterex社は、MRIとCTを組み合わせて、何が起こっているのかを明確に理解することができました。このモデルは、異なる樹脂を組み合わせてプリントした5、6種類のパーツで構成されています。白骨を再現するためにWhiteレジンが使われています。臓器にはElastic 50Aレジンを使用しています。最後に、模型の一部をアクリル絵の具で下地処理し、グロスを吹き付けて、きれいな光沢のある仕上がりにしています。

例えば、Sinterex社のマネージングディレクターであるジュリアン・キャラナン氏は、腎臓手術の前に模型を提示する際、他の外科医が特に血管構造に興味を持っていることを知り、塗装工程が非常に役に立っています。そのため、ペインティングは非常に有効です。

「私が最もパワフルだと思うことのひとつは、CTやMRIのフォーマットを見て、それを3Dモデルと対比して見ることです。医療関係者は、CTやMRIのデータを読み取る訓練に多くの時間を費やし、専門家になっています。しかし、人間の脳は3次元に慣れています。3次元の世界に住んでいるのです。3つの平面で表現された2次元の画像を、頭の中で正確な3次元画像として構築することは、ほとんど不可能だと思います。それが、3Dプリンタのすごいところです。」
-シンタックス社マネージングディレクター、ジュリアン・キャラナン氏

組み立ては非常に複雑でした。実際、Sinterexのチームは、異なるパーツ同士を接続し、その空間的な関係を正しく保つために、小さなスタッドを作らなければならなかったのです。

さらに、医用画像を正しく表示することが、最も困難な作業であったと思われます。「2人のスタッフが3日間、この作業に没頭しました。その時間、知識、ノウハウがコストに跳ね返ってくるのは想像に難くないでしょう。今はAIによって、このプロセスを自動化している素晴らしい企業があります。手作業で確認する必要がありそうなセグメンテーションも、ワンクリックで完了します。造形や生産も時間とともにどんどん速くなっています。」（キャラナン氏）。

UAEにおける精密手術の将来展望

3Dモデリングの活用は、複雑な再手術、例えば人工股関節置換術や人工膝関節置換術など、医師がリアルタイムで課題に直面するようなケースで非常に有効です。

「複雑な症例、複雑な変形、管理不行き届き、こういった症例こそ、3Dプリンタが際立つのです。この地域ではまだ最先端の技術ですが、このツールを採用した外科医は、採用しなかった外科医より2-3倍速くなることもあったナビゲーションシステムの初期の頃をまさに思い起こさせます。これは未来であり、今がペースを上げる時であるという議論はありません。」

「マシュフール博士が受けた衝撃と彼の反応を見たとき、私たちは信じられないほどの力を感じました。このようなプロセスを経て、時には外科医が直面する限界や課題を理解することは、本当に素晴らしいことだと思います。Formlabsのテクノロジーは、さまざまな点で優れています。機器は手頃な価格で、3Dプリンタは非常に高品質なパーツを提供し、使い方もとても簡単です。私たちは、医療分野と歯科分野の両方で3Dプリンタを使用しています。」
-シンタックス社マネージングディレクター、ジュリアン・キャラナン氏

モハメド・マシュフール博士は、「私はこの技術にとても熱中しています。この技術は間違いなく有用なので、その存在意義を徹底させる必要があります。まずは医療従事者に受け入れてもらうこと、そして病院側にも考慮してもらう必要があります。」と述べました。