医療における3Dプリンターの利用
基礎編
FDM方式の基本特許が切れたのを契機として、クラウドファンディング等で資金調達したベンチャー企業を中心に様々な3Dプリンタ－が発売されています。
医療分野でも数年前から「実物大臓器立体模型による支援」という名目で一部保険適用が認められています。
ここではメディア等で取り上げられている、「人工骨の作成（東大）」や「柔らかい材料で肝臓等の臓器を作成（神戸大）」といった利用法ではなく、ごく一般的な病院での利用について解説します。
ちなみに上記人工骨や臓器模型に使用しているプリンターは数千万円もするもので、一般的な医療機関ではなかなか買えません。札幌医大でもこんな高価なプリンターは買えるわけもなく、、、、
1. 印刷方式
立体を作る方式はいくつかありますが、共通するのは「材料（樹脂）を1層1層積み重ねる」というものです。
印刷方法としては、針金状のプラスチック材料（フィラメント）を溶解して連続的押し出し積層する熱溶解積層方式（FDM, FFF）、光硬化樹脂を紫外線で固める光造形方式（SLA, DLP, インクジェット）、素材粉末を層状に敷き詰め、接着剤や高出力のレーザーで焼結して固めて造形する粉末方式（粉末焼結, バインダジェット）、紙・紙状樹脂を重ねて造形するシート積層方式等があります。
低価格（数万～数十万円）で購入できる製品の殆どが熱溶解積層方式です。（低価格な光造形方式のものは、造形サイズが小さい）
2. 保険適用
実物大臓器立体モデルによる支援を行った場合に2,000点算定されます。
適応部位は以下の通りK055-2 大腿骨頭回転骨切り術<現在のところ保険の算定は2,000点なので、FDM以外の方法ではコストがかかりすぎ、一般の施設で導入するのは難しいと思われます。当院では、FDM方式の3Dプリンタ－を採用しています。
K055-3 大腿骨近位部骨切り術
K136 脊椎骨盤悪性腫瘍手術
K142の6 椎弓形成
K142-2 脊椎側彎症手術
K151-2 広範囲頭蓋底腫瘍切除・再建術
K162 頭皮頭蓋骨悪性腫瘍手術
K180 頭蓋骨形成手術
K228 眼窩骨折整復術
K236 眼窩悪性腫瘍手術
K237 眼窩縁形成手術
K313 中耳側頭骨腫瘍摘出術
K314の2 側頭骨摘出術
K406の2 口蓋骨に及ぶもの
K427-2 頬骨変形治癒骨折矯正術
K434 顔面多発骨折観血的手術
K436-K444 上下顎骨
3. 処理の流れ
１) 検査
通常の3D-CTのための撮像法で検査します。2) ３次元画像の作成
ZIO Station, AZE BirtualPlace, FMS Vincent等のワークステーションで作成し、STL形式でモデルデータをエクスポートします（ソフトが古い場合、対応していない可能性があります。）3) 印刷
必要に応じてデータを修正後、印刷を行います。
4. 印刷
3Dプリンタ－による印刷は専用のソフトを用いて行います。3Dプリンタ－事態はNC工作機械の一種なので、G-CODEという言語で制御されます。印刷ソフトは3STLファイルに記述された3次元の形状データを一層一層薄い層（01～0.4mm）に分解し（スライス）し、G-CODEを生成しプリンターに送ります。印刷ソフトは「スライサー」とも呼ばれてます。メーカー製の3Dプリンタ－は専用のソフトが付属していますが、reprap プロジェクト（オープンソースの3Dプリンタ－）を基にしたものでは、様々なオープンソースのスライサーが利用できます。
5. 印刷コスト（FDM方式）
FDM方式で一般的に使用されるPLAフィラメントは 1kg あたり3000～5000円ぅ来です。
下顎骨 約60グラム 300円
上顎骨 約210グラム 1250円
胸腰椎 約300グラム 1500円
※充填率15%で印刷した場合。フィラメントは5000円/kgとして計算。
上記の金額はあくまでも目安です。