(57)【要約】  放射線不透過性添加剤及びポリマーインクを含む３Ｄ印刷インク、並びに３Ｄ印刷インクを使用した解剖学的複製物の３Ｄ印刷方法が記載される。放射線不透過性添加剤はネオデカン酸ビスマスであり、印刷インク中のネオデカン酸ビスマスの量は約６重量％〜約２０重量％の範囲であってもよい。ポリマーインクは、透明であっても不透明であってもよい。３Ｄ印刷インクによって作製された解剖学的複製物のＸ線は、生体硬組織のＸ線と非常によく似ているため、医療従事者のための手技訓練が強化される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線不透過性添加剤及びポリマーインクを含む３Ｄ印刷インク。
【請求項２】
放射線不透過性添加剤が、ネオデカン酸ビスマスである、請求項１に記載の３Ｄ印刷インク。
【請求項３】
３Ｄ印刷インクが、ネオデカン酸ビスマスを約６重量％〜約２０重量％の範囲で含む、請求項２に記載の３Ｄ印刷インク。
【請求項４】
３Ｄ印刷インクが、約１２重量％のネオデカン酸ビスマスを含む、請求項２に記載の３Ｄ印刷インク。
【請求項５】
ポリマーインクが、透明又は不透明である、請求項１に記載の３Ｄ印刷インク。
【請求項６】
放射線不透過性添加剤及びポリマーインクを含む３Ｄ印刷インクを使用する、解剖学的複製物の３Ｄ印刷方法。
【請求項７】
放射線不透過性添加剤が、ネオデカン酸ビスマスである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
３Ｄ印刷インクが、ネオデカン酸ビスマスを約６重量％〜約２０重量％の範囲で含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄプリンタに使用するインクに関し、より詳細には、放射線不透過性３Ｄ印刷インクに関する。
【背景技術】
【０００２】
新たな３Ｄ印刷の世界では、一見すべてが可能であるように思われる。しかし、２０年前のインターネットのように、思い描かれたそれぞれの用途の仕様に対処するために、この技術の適用が日々考案されている。この特許出願は、医療従事者のための印刷された訓練用複製物に対して、人間の解剖学的構造を忠実に再現する能力をさらに高める革新を記載している。
【０００３】
今日までのあらゆる外科的技能では、訓練された同僚の指導者から監督を受けて、新人外科医が人間の患者を用いて訓練することが求められてきた。この手技訓練（ｐｒｏｃｅｄｕｒａｌ  ｔｒａｉｎｉｎｇ）の方法には２つの重大な欠点がある。第一に、このプロセスは、成功した臨床転帰とともに失敗による学習を必然的に伴い、この教育環境で用いられた患者に重大な結果をもたらすことが多い。第二に、これらの手技技能を伝えるための１対１の要件という厳しい制限が、非常に高価になるだけでなく、これらの技能を取得できる専門家の数を限られたものにする。
【０００４】
マルチインク３Ｄプリンタの出現は、こうした世界的な問題に対する見事な解決策、すなわち、外科医がその分野で能力を得るために要する手技的経験を忠実に模倣することができる方法で人間の解剖学的構造を複製する可能性を提供する。このような複製物は、手技を行う臨床医がいずれも、それぞれの専門分野で能力を得るために通過しなければならない学習プロセスから人間を除外することによって、通常は手技訓練に付随する患者の死亡率及び罹患率を低減するため、有利である。同時に、複製物は、はるかに多くの臨床医を訓練することを可能にし、それによって費用を削減し、医療及び歯科処置の利用可能性を高める。
【０００５】
一例として、歯科医学、特に歯内療法は、３Ｄ印刷による歯の内外の解剖学的構造の複製を通じて提供されてきた（例えば、参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願第１４／０１７，２２５号、Ａｎａｔｏｍｉｃ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｒｅｍｏｔｅ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｈａｎｄｓ−Ｏｎ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒａｌ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｄｅｎｔｉｓｔｓを参照されたい）。３Ｄ印刷は、根管形態の細かな差異を独自に再現することができ、これは、人間や動物の歯の内部の微視的で多くの場合曲がりくねった解剖学的構造を再現する方法がないため、射出成形では適切に達成できないプロセスである。
【０００６】
しかし、紫外線（「ＵＶ」）硬化ポリマーによる３Ｄ印刷は硬組織の解剖学的構造を密に再現することができるが、これまで、これらの解剖学的複製物は、その放射線不透過性の点で人間の硬組織とは大きく異なる特性を有していた。臨床医は、器具の動作を直接観察し、根管空間内に材料を充填することによって技能を得ることができるが、実際の臨床状況に対するその経験の最終的な結びつきは、それらの印刷に使用されるポリマーインクのほぼ放射線透過性の性質によって妨げられてきた。Ｘ線撮像の対象となる場合に生体硬組織（ｏｒｇａｎｉｃ  ｈａｒｄ  ｔｉｓｓｕｅ）を模倣する解剖学的複製物が必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願第１４／０１７，２２５号
【発明の概要】
【０００８】
放射線不透過性添加剤（ｒａｄｉｏ−ｏｐａｑｕｅ  ａｄｄｉｔｉｖｅ）及びポリマーインクを含む３Ｄ印刷インク（３Ｄ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｉｎｋ）が記載されている。放射線不透過性添加剤はネオデカン酸ビスマスであり、３Ｄ印刷インク中のネオデカン酸ビスマスの量は約６重量％〜約２０重量％の範囲であってもよい。ポリマーインクは、透明であっても不透明であってもよい。３Ｄ印刷インクを用いた解剖学的複製物（ａｎａｔｏｍｉｃ  ｒｅｐｌｉｃａ）の３Ｄ印刷方法も記載されている。３Ｄ印刷インクによって作製された解剖学的複製物のＸ線は、生体硬組織のＸ線と非常によく似ているため、医療従事者のための手技訓練が強化される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、Ｘ線撮像（ｘ−ｒａｙ  ｉｍａｇｉｎｇ）の対象とした場合に、生体硬組織のＸ線撮像に非常によく似ている３Ｄ印刷された解剖学的複製物を提供する。放射線不透過性３Ｄ印刷インクを作製するという課題は、化学組成物が同時に、ａ）ポリマーインクの硬化又は硬化特性に影響を与えてはならず、ｂ）透明な手技訓練用複製物を印刷するために使用される透明ポリマーインクを不透明にしてはならず、ｃ）印刷インクを分散させて３Ｄ解剖学的複製物を構築する際に微視的なプリンタジェットを詰まらせてはならないことから、当初考えていたよりも大きい。
【００１０】
放射線不透過性３Ｄ印刷インクは、放射線不透過性添加剤及びポリマーインクを含む。ポリマーインクは、酢酸ビニルインク、アニリドインク、又は当技術分野で公知の他のポリマーインクである。ポリマーインクは、透明であっても不透明であってもよい。放射線不透過性添加剤は、ネオデカン酸ビスマス（ｂｉｓｍｕｔｈ  ｎｅｏｄｅｃａｎｏａｔｅ）（「Ｂｉ−ＮＤＥ」、ＣＡＳ  ３４３６４−２６−６、Ｂｉ（Ｃ１０Ｈ１９Ｏ２）３）である。Ｂｉ−ＮＤＥは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈなどの供給元から液体形態で市販されている有機金属化合物である。トリネオデカン酸ビスマス及びネオデカン酸ビスマス塩としても知られているＢｉ−ＮＤＥは、ｎ２０／Ｄ  １．４７９の屈折率、３００℃の沸点及び２５℃で１．１４５ｇ／ｍＬの密度を有する。
【００１１】
Ｂｉ−ＮＤＥは、以下の特性のために、ポリマーインク、好ましくはＵＶ硬化ポリマーインクに対する理想的な放射線不透過剤（ｒａｄｉｏ−ｏｐａｃｉｆｉｅｒ）である。
１．Ｂｉ−ＮＤＥは、酢酸ビニルインク又はアニリドインクなどのポリマーインクに対して約６重量％〜約２０重量％の範囲で添加すると、印刷された複製物の硬度又は耐熱性に大きな影響を与えない。
２．Ｂｉ−ＮＤＥは透明なシロップ様の溶液である。
３．Ｂｉ−ＮＤＥは比較的粘稠であるが、ジェットを過度に詰まらせることなく、インクジェットプリンタのマイクロジェット印刷ブロックポートを通って排出される。
【００１２】
表１は、重量比及び容積比で約６％〜約２０％の範囲のＢｉ−ＮＤＥ含量を有する放射線不透過性３Ｄ印刷インクの実施形態を開示する。
【表１】
2019500239.tif 000002
【００１３】
実験では、放射線不透過性３Ｄ印刷インク中のＢｉ−ＮＤＥが６重量％未満であると、Ｘ線照射時に生体硬組織を模倣する解剖学的複製物に対して十分な放射線不透過特性をもたらさないことが示されている。また、印刷インク中のＢｉ−ＮＤＥが２０％を超えると、プリンタのジェットが頻繁に詰まり、各印刷サイクル中にクリーニングが必要になることも実験で示されている。約１２重量％のＢｉ−ＮＤＥが、もたらされる放射線不透過性の量と良好な印刷性能との間の良好なバランスをとるようである。理想的には、プリンタジェットは、印刷サイクルのほぼ半分で清掃する必要がある。
【００１４】
放射線不透過性添加剤を含む３Ｄ印刷インクは、ある程度の特殊性をもって記載されているが、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、インクの組成及びその使用方法に多くの変更を加えることができる。したがって、本発明は、その各要素が権利を与えられる均等物の全範囲を含む、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【国際調査報告】
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