山陰（鳥取・島根）発新技術説明会 2014 宮大工の概念をハイテクで具現化した 骨折手術支援システム 島根大学医学部 整形外科 助教 今出真司 教授 内尾祐司 Department of Orthopaedic Surgery, Shimane University Faculty of Medicine 整形外科医の仕事 整形外科医が得意な仕事 → 骨接合 金属材（チタンなど）で 固定する治療が一般的。 すでに確立された治療法・・・？ 異物は異物！ 抜去が必要！ 患者のニーズに合わせた改善点を探す 古から伝わる宮大工（材木加工）技術 出雲大社 平成の大遷宮 留め具を使わず木材を固定する技術 骨折治療へ応用 目標 宮大工が木組みで神社仏閣を造るように、骨で骨折を治す。 自家骨を用いた骨折手術 テーラーメイドの骨ネジ Step 3 Step 2 製作機械 3mm 骨折を固定 （株式会社ナノと共同開発） Step 1 骨採取（ピーナツ大） 特許4737595号（出願人：国立大学法人島根大学、株式会社ナノ） イノベーションジャパン2005 医療福祉部門賞受賞 臨床応用 期間：2005年～2013年 医の倫理委員会承認：273号 症例内訳 ・手舟状骨骨折 4例 ・膝骨軟骨骨折 2例 ・第１趾基節骨偽関節 1例 ・指節関節変形性関節症 1例 ★若い健康な患者に対処を絞った結果、現段階の症例数は8例。 手舟状骨偽関節例 18歳・男性．転倒し受傷． 単純Ｘ線像（受傷後6ヵ月） 骨折部は癒合せず，偽関節と診断．（ ） 脛骨から骨採取 精密加工機へ 作製した骨ネジで 偽関節部を固定 (Imade S, et al. J Hand Surg Eur 37: 2012) 参考：金属ネジの場合 異物（金属）が残る！ 単純Ｘ線像（術後6ヵ月） 骨折部は癒合．骨ネジは母床骨と同化．（ ） 3次元骨形成支援装置 すでに開発した骨ネジ作製装置に 骨片を骨接合に最適な形状に形成する装置を組み合わせた 骨折手術支援システムを構築する． （3次元加工機は既存の株式会社ナノ社製精密機器を基盤に 医療用として共同開発） 3次元加工動画 新技術の特徴 1．手術室という特殊な清潔環境下で使用可能。 丸ごと滅菌は不可能。 必要はパーツに分けて滅菌。 2．精度は ± 5 µmで、独自の高い技術を提供。 機 械 製 手 製 手作業で不可能は精度を提供。 3．プログラミングなど特殊技術は不要。 生データから加工まで オートマチックに展開。 患者生データ 電算処理 加工 （最終調整は医師に委ねる） 想定される用途 １ ～サイズの合わない小骨片形成～ 膝蓋骨 大腿骨 骨折部 骨軟骨片 脛骨 骨軟骨片 CT 骨軟骨片は時間と共に変形し、母床とぴったり合わない。 （従来は手作業で形成し、なんとか合わせている。） 母床に不適合で固定困難 骨片が変形 × 画像データから適合性をシュミレーション 画像解析データから 至適形状を推定 インクジェット 最適な形状を解析 骨片を専用台固定 コンピュータ制御で 正確に骨片を形成 骨－骨間は 多少オーバーでも プレスフィット可能 細かな最終調整は 人の手に任せる 安全性を担保 形成した骨片を内固定 （骨ネジあるいは人工骨ネジ） 金属なしで 関節面の再生！ 想定される用途 ２ ～人工関節～ 骨欠損！ 人工股関節術後ゆるみ症例 再手術 骨欠損部を 骨で補填 欠損部を補填するため骨を手作業で形成 手間がかかる！ よく見ると隙間がたくさん。 失敗（圧壊や転位）の原因になる。 術前のCTでフィットする形状を抽出 術中に３D加工機で加工し移植 誰がやっても 一定時間で正確な 移植骨を作製できる。 ★この症例は同種骨を使用。人工骨でも同様に加工可能。 市場規模 関節内骨折 5000件/年 ★骨折：50万件/年 大きな骨欠損を伴う症例：5000件/年 人工関節（股関節，膝関節） 10万件/年 再手術例：1000件/年（約1%） ３D形成システムを要する症例は概算で11000件/年 現状では形成技術に対する医療点数での加算はできない！ 宣伝効果に期待（人工骨製品に付加価値，集客効果） 実用化に向けた課題 △ 画像処理 データ変換のノウハウ （特に軟骨と骨の分別） 3D加工機 株式会社ナノと 共同開発 ○ PC処理 CT × 販売網 販売に関する ノウハウ 患者の生データ 市場 ３D加工技術 ※薬事法 薬事法が定義する 医療機器に該当しない。 ⇒認可必要なし 企業への期待 １．医療機器業界 → システムの製造販売 ２．画像解析関連企業 → スキャン画像やCTから立体像を再構築し ３D加工機へ電算データとして送る技術 ★建築関連企業 → 大工技術の医療応用 本技術に関する知的財産権 • 発明の名称：プログラミング装置、NC加工機および骨部材加工 システム • 出願番号：特願2014-6567 • 出願人：国立大学法人島根大学，株式会社ナノ • 発明者：内尾祐司，今出真司，飯島大典，小山洋悦 問い合わせ先 島根大学研究機構産学連携センター 地域医学共同研究部門 教授 中村 守彦 ＴＥＬ : 0853-20-2916 ＦＡＸ : 0853-20-2913 e-mail: [email protected] 島根大学研究機構産学連携センター 知的財産創活部門 教授 阿久戸 敬治 ＴＥＬ : 0852-60-2290 ＦＡＸ : 0852-60-2395 e-mail: [email protected]
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