Study of Structural and Thermal Properties of PVA as 3D Printing Material for Body Parts Modeling
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20H04557
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90140:Medical technology assessment-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Ohta Makoto 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20400418)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡本 吉弘 国立医薬品食品衛生研究所, 医療機器部, 室長 (40776027)
安西 眸 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (50736981)
庄島 正明 帝京大学, 医学部, 教授 (80376425)
TUPIN SIMON 東北大学, 流体科学研究所, 特任助教 (40816394)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
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| Keywords | 血管モデル / 摩擦 / カテーテル / ポリビニルアルコール / ハイドロゲル / PVA / ３Dプリンタ / 生体モデル / PIV / 表面摩擦 / PVA-H / 3Dプリンタ |
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| Outline of Research at the Start |
血管モデルの用途が医療機器評価およびトレーニングツールに大きく広がっている．しかしながら、本当に欲しい病変部モデルの硬さが手に入らず有効なトレーニングができない問題が存在した．申請者らは，PVAゲルの3Dプリンタを世界で初めて開発した。このことで、工程が一気に短くなり，さらに病変部の硬さを再現できる可能性が出てきた．
今後，臨床現場の要求を満たす病変を開発するには，材料の改良が不可欠である．本研究では，PVAゲルの構造解明と血管モデルにおける官能的力学的特性の解明を行う．このことで，的確な治療シミュレーションを手術前に行うことが可能になり，安全な医療の提供に寄与する．
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| Outline of Final Research Achievements |
Vascular models are important for medical device evaluation and training, and gels have come a long way from silicone; 3D printers can reproduce a patient's vascular geometry, but internal surface roughness has been a problem. The project successfully developed a method to control and measure the surface topography and used a polyvinyl alcohol hydrogel to change the surface roughness. The mechanical properties were also reproduced and the feel was evaluated to be very similar to that of a physician's touch. It is clear that changes in surface topography affect friction and operating feel, which is an important finding for reproducing the feel of blood vessels.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
学術的意義：血管表面摩擦力を制御する技術を確立したことが本研究の重要な意義である。これまで表面摩擦は低く生体血管に近い方が良いとされてきたが、表面摩擦力は医療現場で重要とされていた。この技術を確立できたことで、トレーニングシステムにおいて、より本物の疾患に近い血管モデルを提供できる可能性が高くなったことが社会的意義である。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
