北海道大学、3Dプリンタで生体血管に近い血管模型の作製に成功

2023-4-19
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北海道大学3Dプリンタで生体血管に近い血管模型の作製に成功、カテーテル治療シミュレーションへの貢献に期待

北海道大学病院放射線診断科の森田亮助教、同大学大学院先端生命科学研究院の野々山貴行准教授らの研究グループは、高難度医療技術であるカテーテル治療の医学的手技シミュレーション用の生体血管に類似した血管模型を開発することを目的に、3Dプリンターで作製した透明・柔軟な樹脂板と豚の生体動脈の機械的性質を比較し、生体血管に近い血管模型を3Dプリンターから直接作成することに成功したことを発表した。

3Dプリンターには様々な構造の形状を容易に再現できる特性があるが、滑りや弾性などの機械的特性も含めて、生体血管に近い血管模型を3Dプリンターから直接作製できたという報告はまだない。研究チームはその実現を目指して、3Dプリントした透明・柔軟な光硬化樹脂（レジン）の機械的特性（弾性率・粘着性・透明性・動摩擦係数）を豚動脈血管と比較検討。その結果、樹脂は樹脂の硬化時間に関係なく、動脈より硬いことが明らかになった。
樹脂の可視光線透過率および接着強度は、樹脂の硬化時間の増加とともに減少することが分かり、樹脂の硬化時間を短く設定することで、透明性を保ったまま、粘着性を低下させることができる。シリコンコーティングした樹脂表面の動摩擦係数は、シリコーン層の膜厚が1.6-2μmの場合に動脈と同程度であり、これを目安にしたコーティングが適切であることがわかった。

今回報告した素材・作製方法を用いることで、生体血管に近い血管模型を3Dプリンターから直接作製できるため、医学的手技のシミュレーションや非侵襲的技術伝承への貢献が期待できる。
なお、本研究成果は、2023年1月14日公開の「Journal of Vascular and Interventional Radiology」誌にオンライン掲載された。

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