北海道大学、3Dプリンターで生体血管に近い血管模型の作製に成功——カテーテル治療のシミュレーションに
2023/04/17 11:15
レジン／豚動脈に対する引張試験
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2023年4月12日、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ために3Dプリンターで豚の生体動脈と似た血管模型を作製することに成功したと発表した。
3Dプリンターはさまざまな構造の形状を再現できるが、これまで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されていなかった。今回の研究では、3Dプリントした光硬化樹脂の機械的特性（弾性率、粘着性、透明性、動摩擦係数）を、豚の動脈血管と比較した。
研究により、樹脂は硬化時間に関係なく動脈より硬く、また樹脂の可視光線透過率／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った。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、粘着性を低下させられることも判明した。
さらに、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となることも判明。シリコンコーティングにより、樹脂に生体動脈と同等の滑りを付与できると報告された。
透明柔軟な光硬化樹脂を用いて3Dプリンターから作製した生体血管に近い血管模型（左／中央）と、この模型を用いたカテーテル治療の医学的手技シミュレーションの様子（右）。
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ようになり、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。
