整形外科手術における新たな「魔法の武器」：生体力学的に適合した人工関節の移植はどれほど強力か？

企画者: 中国医師会

査読者: 曹鉄生、空軍医科大学第二付属病院 3D プリント センター所長

生体力学的に適合した人工関節の移植は、整形外科手術をより正確かつ個別化する画期的な技術です。従来の整形外科手術では、医師は標準サイズの人工関節を使用しなければならないことが多く、それが患者の骨構造に完全には適合せず、不快感や機能上の問題を引き起こす可能性があります。生体力学的に適合した人工関節の移植は、高度な技術によってこの問題を解決します。患者の骨密度と骨の強度を正確に測定し、3DプリントとAI支援設計を組み合わせ、患者に最も適した人工関節をカスタマイズすることで、手術中に前例のない生体力学的適応を実現します。

この技術の核となるのはパーソナライズされたデザインです。医師はまずCTスキャンやMRIスキャンを通じて患者の骨構造データを取得し、その後3Dプリント技術を使用して患者の骨にぴったり合う義肢を作成します。このようにして、義歯は患者の骨の形状と機能的ニーズに正確に適応することができ、移植後の快適性と機能的効果が大幅に向上します。

さらに、生体力学的に適合した人工関節の移植にも AI 支援設計技術が組み込まれています。 AIシステムは患者の画像データを自動的に分析し、医師の臨床経験と組み合わせて、義肢設計に最適なソリューションを提供します。医師は 3D モデルを使用して、手術前に仮想手術を実行し、手順をリハーサルし、起こりうる問題を予測し、実際の手術中に対応する調整を行うことができます。このリハーサルにより、手術の成功率と安全性が大幅に向上します。このインテリジェントな設計により、手術の効率が向上するだけでなく、義肢の適応性と安全性もさらに向上します。

2023年、北京大学第三病院整形外科は、初の生体力学的に適応した人工関節移植手術を成功裏に完了しました。他の多孔質構造融合ケージと比較して、このプロテーゼは患者の骨の強度に適合し、術後早期のケージの沈下や椎間高の低下などの合併症のリスクを効果的に軽減します。患者は手術後すぐに回復し、症状も大幅に緩和され、生体力学的に適合した人工関節の移植による優れた治療効果が十分に実証されました。