Study of Structural and Thermal Properties of PVA as 3D Printing Material for Body Parts Modeling

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H04557
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90140:Medical technology assessment-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Ohta Makoto 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20400418)
• 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)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 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

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.

Free Research Field

生体医工学

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。