http://doi.org/10.15108/stih.00016

2016 Vol.2 No.1

レポート

デジタルファブリケーション・医療応用のHorizon〜3Dデジタルデータの活用とバイオファブリケーションの進展〜
科学技術動向研究センター 特別研究員 蒲生 秀典

概要

デジタルファブリケーションの医療応用が進展している。CT（コンピューター断層撮影装置）等によって計測された人体の 3D データを基に、3D プリンタで造形した患者の臓器モデルの臨床や教育の現場での活用が広まっている。また、iPS 細胞を利用しバイオ 3D プリンタ等を用いて立体臓器を作製する、バイオファブリケーションの基盤研究も開始されている。これらは、動物を用いた化粧品、薬などの実験・評価や医療機器の認証等が禁止される潮流の中、動物実験を代替するテクノロジーとしても期待されている。第 10 回
科学技術予測調査のシナリオプランニングで示された、少子高齢化社会における健康・医療に関する課題解
決に、ものづくり産業が支える国際競争力ある医療産業技術としてのデジタルファブリケーションが貢献する将来社会を見据え、医工・産学連携に寄与する人材育成とともに、バイオファブリケーション研究への持続的支援が望まれる。
キーワード：デジタルファブリケーション，3D プリンタ，臓器モデル，バイオ人工臓器，バイオファブリケーション，科学技術予測調査，シナリオプランニング，ものづくりネット）をものづくり分野だけでなく様々な分野に１. はじめに広げ、経済成長や健康長寿社会の形成、さらには社当研究所が実施した第 10 回科学技術予測調査1）

会変革につなげていくという目標を掲げている。さ2）のシナリオプランニング では、我が国の産業の国らに、経済・社会的課題への対応のための重要政策際競争力を強化し、将来に向け持続的な発展を実現課題の一つとして「世界最先端の医療技術の実現にしていくための「ものづくり」の重要な方向性としよる健康長寿社会の形成」が示されている。て、個人や社会の多様なニーズへの対応による個人このような「超スマート社会」を実現するためのの QOL（生活の質）向上と、国内外で顕在化し得る新しいものづくりプラットフォームとして、先進の社会課題解決への貢献を取り上げた。テクノロジー

ICT システムをベースとして、ものづくりとデザイの高度化のみでは個人や社会の多様なニーズに十分ン・サービスを融合するデジタルファブリケーショ対応できなくなった「ものづくり」は、ICT を活用ン4、5）が注目されている。さらに医療分野への応用しサービスを融合することで日本の強みを生かした

では、医療モデルや機器などがオーダーメイド医プラットフォームを構築することにより、今後の国療として社会実装され始め、また再生医療を目指し際競争力を維持、強化していくことが不可欠となったバイオ人工組織・臓器製造（バイオファブリケーている。

ション）の研究開発が活発化している。

2016 年 1 月に閣議決定された第 5 期科学技術
3）

本稿では、第 10 回科学技術予測調査結果からデ

基本計画 では、未来の産業創造と社会変革に向けジタルファブリケーションの将来を展望するとともた新たな価値創出の取組として、サイバー空間とに、特に医療分野への応用の動向とオーダーメイドフィジカル空間が高度に融合した「超スマート社会」

医療サービスへの展開の方向性について記す。の実現を掲げ、ネットワークや IoT（モノのインター24

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2. 科学技術予測調査結果に見るデジタルファブリケーションの将来展望〜 3D デジタルデータの活用とバイオファブリケーションの進展〜

オンデマンドサービスを展開し、多様化した個々人のニーズに対応することで、QOL の向上に大きく貢献している〔シナリオ①〕。

第 10 回科学技術予測調査の「分野別科学技術予6）

また、少子高齢化、労働力不足、エネルギー、健測」 では、デジタルファブリケーションに関連する康・医療、食料などの社会課題の解決にも、デジタ

科学技術トピックとして、分野横断的に 12 トピッ

ルファブリケーションが貢献している。例えば、オクが取り上げられた。全般的に、重要度は高く国際

ンデマンド・オンサイトによる環境エネルギーデバ競争力は比較的低いと評価された。このうち 10 ト

イスの地方や発展途上国での製造・供給〔シナリオ

ピックは 2021 年までに技術的実現を果たし、「バ②〕、身体にフィットしたウェアラブル機器製造や、イオプリンティングによる再生臓器の製造」以外の食料生産に利用される機器の現地製造などを提供しトピックは 2030 年までに社会実装されると予測ている〔シナリオ③〕。

されている（図表 1）。
各分野の科学技術トピックの実現時期を参照し実施した「国際的視点からのシナリオプランニング」2）では、図表 2 に示すように、テーマ別シナリオ「もの3. デジタルファブリケーションの医療応用の動向づくり」の三つのシナリオにおいて、2030 年の社会

デジタルファブリケーションの適用は、人体に直を支える新しいものづくりとしてデジタルファブリ接装着するウェアラブル機器や義肢などの外装品、ケーションを取り上げている。2030 年には IoT のインプラント、あるいは骨・臓器などの生体部位な普及とビッグデータの解析技術の進展などにより、どの模型や実装物の作製にも広がっている。第 10

個人や社会のニーズの定量化が可能となる。ものづ回科学技術予測調査においても、「三次元形状制御をくりは ICT やサービスと融合し、個人や社会の多様可能にする、生体組織機能を有する再生医療用足場なニーズに対応することで、高付加価値化を実現し素材」や「バイオプリンティングによる再生臓器のている。製造システムでは、Industrie 4.0 などの製造」など、医療分野のデジタルファブリケーショ概念に基づいた広義のデジタルファブリケーション

ン関連トピックの重要度が特に高く、国際競争力もが、従来型の大量生産品に普及している。一方、3D比較的高いとの評価を得ている。

プリンティングを基幹技術とするデジタルファブリ

一般の工業製品では、製品の内部構造を含む 3D

ケーションは、3D デジタルデータ、マテリアル／デジタルデータの作成が必要となるが、医療分野でプロセス・インフォマティクス、オープンソースプ

は CT（コンピューター断層撮影装置）や MRI（磁ラットフォームなど ICT と融合した先進性を生か気共鳴撮影装置）などの医療診断機器により、人体し、マスカスタマイゼーション（変種大量生産）や、の内部構造を表す 3D 化可能なデジタルデータが既デザイン・サービスとの一体化によるオンサイト・に存在するため、リバースエンジニアリングの手順

図表 1
社会
実装年

技術的実現年

第 10 回科学技術予測調査「分野別科学技術予測」結果〜デジタルファブリケーション関連トピック
重要度

国際競争力

分野

3.1

2.6

ICT・アナリティクス

3.1

2.7

サービス化社会

3.1

2.8

三次元形状制御を可能にする、生体組織機能を有する再生医療用足場素材

3.5

3.1細胞プリンティング技術による臓器様構造体（臓器モックアップ）の作製技術

3.1

2.9

パーソナルファブリケーションが普及し，ハイアマチュアや複数人の共同によって作成される製品が増え，製造物責任の法制度改正や新しい損害保険サービスなど制度面での対応が必要となる

3.3

2.6

コンシューマープロダクトにおける保守部品のオンデマンド生産

3.1

2.8

大量生産品と同等の精度・品質を持った部品・製品のパーソナル生産

3.1

2.9

形の異なる部品のマスカスタマイゼーション生産(変種大量生産/10万個規模)

3.2

3.0

付加製造（アディティブ・マニュファクチャリング）によるメタマテリアルのコンシューマープロダクトへの適用

3.1

2.8

マテリアルズ・インフォマティクスを活用し、3次元造形による構造および機能性材料が開発される

3.2

2.8

バイオプリンティングによる再生臓器の製造

3.4

2.9

科学技術トピック
目的に応じてネットからハード・ソフトの設計をダウンロードし、3Dプリンタ等で製造することにより、誰でも企画から1時間以内に製作・展開可能な低価格センサーノード
情報技術を用いたデザイン支援ツールの拡充と3Dプリンター等の普及に伴い，ユーザ自身での製品・サービスのカスタマイズやリデザインが一般化する患者の三次元画像に基づく、質感などの生体物性が忠実に再現された、手術シミュレーションのための人体モデル

2023
2024

健康・医療・生命科学

2020

2025

2021
2026
2028

サービス化社会マテリアル・デバイス・プロセス

2025
2035

（産学官の専門家約 4,300 人に対する Web アンケート結果、重要度・国際競争力は最低 1 〜最高 4 の平均値）

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2 0 1 6 V ol .2 No.1

25

図表 2

第 10 回科学技術予測調査「国際的視点からのシナリオプランニング」 テーマ別シナリオ「ものづくり」概要2）

個人の好み☆人の価値観・感情☆文化・感性・サービス☆IoTによるフィードバック

社会の課題

地域による違い

定量化

多様なニーズ：国内外の市場ニーズに対応

従来のものづくり・大量生産では対応できない・カスタム生産では高価世界を牽引（リーダーシップ）
オンデマンド・オンサイト製造
ものづくり・サービスの一体化

国際競争力の高い製品・サービスの提供
多品種少量生産（ベンチャー・中小企業）マスカスタマイゼーション（ベンチャー・大企業）

パーソナル生産（自宅・ファブ拠点）

日本の製造業・職人のもつ、ものづくり・サービスのノウハウのインフォマティクス

作製者（個人・企業）の個別デザイン◎先進製造システム（国際標準）
・統一規格による一貫したデジタル化プロセス（企画、設計、製造、流通、販売、サービス）◎デジタルファブリケーション
オープンソース＆３Dプリンティング

自動運転車

リサイクル蓄電池

ＩｏＴ

自己修復材料

低損失パワーデバイス

ウェアラブルデバイス

高効率モーター

デジタルサイネージ
出典：（株）東芝HP

再生可能エネルギー技術

カーシェアリング・太陽光発電
・風力発電
・水力発電
・地熱発電
・電力貯蔵
・直流送電
・直流スマートグリッド など

ＬＲＴ

交通

オンデマンドトランジットシステム

物流

オンデマンド配送システム

製品サービス販売
ライセンス提供

国際貢献（協調・協働）

再エネ・省エネ要素技術
・太陽電池
・パワーデバイス
・蓄電池
・燃料電池
・ヒートポンプ
・省電力半導体
・LED、EL照明・エネルギーハーベスト
・触媒
・軽量素材、低摩擦素材 など

人の支援

モノの支援

国際研究拠点地域・途上国支援
デジタルファブリケーション（オープンソース＆ファブ拠点）

基礎研究センター
・材料創成、計測・シミュレーション
・インフォマティクスなど
・人材育成

応用
知財

現地で低コスト生産

スポーツ義足スマート衣料

常用義足・義手

パワースーツ五感デバイス

出典：東レ（株） 提供

支援ロボット

人と物のインターフェイス
３ デザイン＆ファブシステム
ウェアラブルテクノロジー

人工知能

軽量素材
ロボット

フレキシブルデバイス

社会課題解決への貢献
少子高齢化
・自動運転電動車いす
・バリアフリーインフラ
・介護支援ロボット
・スマート衣料・パワースーツ など

26

国内向け（自律）→海外へ
労働力不足・労働環境改善

医療・工場、建設現場用ロボット
・ICT利用在宅勤務システム
・煩雑作業用家事ロボット
・家事サービス付集合住宅など

・ICT利用個別化在宅医療・健康管理ウェアラブル機器
・目的別サプリメント
・バーチャル医療 など

メニューへ戻るバーチャルリアリティ
拡張現実

食べものづくり（地方）・地域特産植物工場
・食料流通システム
・農場作物モニタリング機器
・トレーサビリティ用デバイス
・作業用モビリティ など
現地で機器をオンデマンド生産
デジタルファブリケーション（オープンソース＆ファブ拠点）

デジタルファブリケーション・医療応用の Horizon

で比較的容易に 3D 造形が可能である。

〜 3D デジタルデータの活用とバイオファブリケーションの進展〜

クジェット式 3D プリンタで複数の紫外線硬化性樹デジタルファブリケーションの医療応用は、材料
7）

脂材料からなるパーツやアセンブリを造形し、実際や用途から図表 3 の 4 タイプに分類できる 。このの臓器が有する複雑な解剖構造と質感を体感できるうち、分類①の医療モデル、補聴器、歯科矯正用マ臓器モデルが実現している。現状で既に、CT の解像ウスピースなどは既に実用化されている。また、分度を超える 0.016 mm の精度（誤差 0.2-0.3 mm）類④の生体材料で立体的な組織や人工臓器を作製すでの造形が可能となっている。また透明素材で作製る研究は「バイオファブリケーション」と呼ばれ、した立体モデルは、臓器の内部構造を概観する際に近年国際的な学会が組織され、国際会議も開催され有効である（図表 4(a)）。

るなど、世界的に研究開発が活発化している。

一方、手術のシミュレーション用には、実際の臓器と同じ触感が求められる。その場合には、3D プリン

4. 医療現場における 3D データの活用と生体質感臓器モデルの開発11、12）タで外形の型を作製し、そこにポリビニルアルコー
ル (PVA) などの水分を含むゲル素材を注入し造形することで、実際の臓器と同じ触感・重量感の臓器

3D デジタルデータを活用した臓器などの可視モデルが作製できる15）（図表 4(b)）。この臓器モデ化・可触化技術が進展し、臨床や人材育成など医療ルでは、メスを入れる感触や出血すら再現できる。医現場での利用が広がっている。

師の術前シミュレーションによる手術の安全性向上

CT や MRI などから得られる医用画像情報として、DICOM

注データを基にオープンソース医用画
13、14）

像ビューワ OsiriX（オザイリクス）のほか、実際の手術室にこれらの質感臓器モデルと体幹モデルを持ち込み、執刀中の医師たちの手技をなどを用い画面で確認しながら、その患者データから作成したてパソコン上で画像処理を行うことにより、臓器の質感臓器モデルを使い、同時に医学生や研修医、専形状データを抽出し、標準フォーマットである STL門医が同じ動作を実習するシンクロ手術シミュレー（Stereolithography）に出力することで造形用 3Dションも実際に行われている。このように、臓器モデータが作成される。これらの臓器等の 3D 画像は、デルを活用した医学生や若手の医療従事者への教育手術現場でモニター上やモバイル端末で表示させた利用の効果が期待できる。現状では、まだこのようり、あるいはプロジェクション・マッピングで患者な柔らかい臓器のモデルによる手術支援加算の保険本人の身体に投影して位置の確認をすることで、医適用はなされていないが、今後腎臓などから順次適療現場の医師や看護師のサポートに活用されてい用が見込まれている。また、これまでは医療機器認る。欧米では既に薬事承認されているこのような画証や評価には動物の臓器が用いられていたが、コス像処理ソフトウェアが、最近日本でも医療機器としトや個体差、倫理などの問題もあり、これを代替すて認証されるようになった。また、使用目的によりるものとして、今後生体と同じ質感を持つ臓器モデ保険適用も可能となった。

ルが利用される可能性が高い。

さらに最近では、このような可視化だけでなく、現状の 3D 臓器モデルの課題として、コストの低臓器モデルの利用による「可触化」も進展している。

減が挙げられるが、今後日本製の 3D プリンタや材STL フォーマットの 3D データを用い、多噴射イン料の開発が進めば、より低価格での利用が可能とな

図表 3分類①材料
非生体適合材料②

生体適合材料③④

生体適合材料生体材料

デジタルファブリケーションの医療応用の分類

主な用途
医療モデル、人工補綴物〔義足 8)等〕、医用機器部品〔補聴器、歯科矯正用マウスピース〕など
ステント、創傷治癒シート、埋め込み型人工骨・臓器〔カスタムメイド
人工骨 (CT- Bone)9)、バイオバルブ心臓弁10)〕など
再生医療用足場（スキャホールド）など
3D組織モデル、細胞組織チップ、移植用組織、バイオ人工臓器 など
出典：参考文献 7 を基に科学技術動向研究センターにて作成

注

医用画像のフォーマットとそれらの画像を扱う医用画像機器間の通信プロトコルを定義した標準規格

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STI Horizon

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図表 4

臓器モデルの開発例(a) 生体質感造形 Bio-Texture Modeling(b) BIOTEXTURE Wet Model
出典：神戸大学

る。また、現状一晩程度かかる造形速度が高速化され、さらにゲルを一体造形できる 3D ゲルプリン
5、16）

杉本真樹特務准教授御提供資料

ブリケーションの研究が活発化している。
細胞の足場（スキャホールド）を 3D プリンタで造が商用化されれば、各病院にてオンデマンド形し、その上に細胞をまき培養して生体組織を作製で臓器モデルが作製できるようになり、医療サービする方法では、単一か数種程度の細胞しか培養できスが大きく変革される可能性もある。

ず、しかも細胞の形状や組成を精密に制御することタができない。複雑な臓器を作製するには、異なる細胞を必要な場所に適材適所で直接塗り分け、立体構

5. バイオファブリケーションの進展（1）バイオ人工臓器製造の研究動向

造をつくる必要がある。そこで注目されているのが7、17）

3D プリント技術である。インクジェット方式では移植用臓器は慢性的かつ絶対的に不足しており、2 pℓ（ピコリットル）のヘッドを用いれば、細胞に一方、機械式人工臓器は、生物学的代謝機能を持た匹敵する 25μm 程度のドットサイズを得ることがない。そのため、細胞の力を応用したバイオ人工臓でき、１秒間に何十万個ものカラーのインクドット器の利用が不可欠になる。また、化粧品開発や食品を適材適所に並べられる。ただし、細胞など生物学評価、さらには創薬にも及ぶと予測される、動物実的材料は液体中での操作が必要であるため、生きた験を代替する手法を取り入れるという世界の潮流が細胞の塗布・積層、さらに細胞同士を接着させるなある。これに対応するために、培養皮膚をはじめとど、その実現は容易ではなく、高度な技術開発が必する細胞・組織・臓器モデルの開発と利用が急がれ要となっている。日本では、細胞シートの積層やイている。また in vitro（生体外）で細胞から人工的ンクジェット式 3D プリンタによる細胞の積層研究に構築したヒト 3D 臓器モデルを用いた難治疾患のを世界に先駆けて開始し、現状でもバイオファブリ病因解明や、新しい治療法の開発が今後重要となっケーション研究ではトップレベルであるとされる。ている。

しかし近年、3D プリンタのバイオ応用が世界で注細胞から組織を創成する研究は、組織工学あるい目され、米国では、バイオプリントベンチャーであは再生医工学として進展してきた。現在では培養皮る Organovo 社が市場から約 41 億円を調達し、実膚、培養軟骨などが実用化しているが、移植に必要な用化が加速されている。

複雑な臓器の作製は、従来法だけでは限界があった。

細胞を用いたバイオ人工臓器の製造には、医薬品

そこで、3D プリント手法をはじめとする種々の工と同様の生産工程が必要となる。医薬品の製造は、学技術を導入して、細胞から三次元の組織や臓器を高品質を第一とし、クリーンな工場で一貫したマス

18）

28

作製するバイオファブリケーション （図表 5）のカスタマイゼーション生産のもと、多工程の作業を研究が進められてきた。また最近では、どんな細胞経てライン生産が行われている。細胞を用いた作業にも分化が可能なヒト人工多能性幹細胞（iPS 細胞）

では、より高い無菌環境が不可欠であり、医薬品のの発見によって、自身の細胞で臓器が作れる可能性生産以上に厳密な管理・製造の品質確保が要求されが示されたこと、さらに、近年新しいものづくりとる。in factory tissue engineering の構想の下、工して 3D プリンタが注目される中、3D プリンタの場生産を目指した高度な製造技術の開発、細胞の培医療への応用、またその発展形として、バイオファ養・育成・組織形成・機能発現のプロセスを管理・メニューへ戻るデジタルファブリケーション・医療応用の Horizon

図表 5〜 3D デジタルデータの活用とバイオファブリケーションの進展〜

バイオファブリケーションの概要と研究開発課題

重要臓器・組織の特徴

バイオファブリケーションの概念

バイオ 3D プリンタによる立体造形例

臓器製造工程と研究開発課題
出典：富山大学

制御する技術など、医工連携による研究開発が必要となる。

中村真人教授御提供資料

6. まとめと今後の方向性医療現場への普及と人材育成への活用（2）国による重点研究開発の動向

3D デジタルデータの可視化、可触化による臓器バイオファブリケーションによる人工臓器の製モデルの臨床・人材育成現場での活用では、既に実造の基盤となる研究が、国のプロジェクトとして際の事例として効果が実証されてきており、地方を進められている。2014 年 11 月、国立研究開発法含めたより広い医療現場への普及が望まれる。また、人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）

特に人材育成の観点から、中・高校生段階からの教〔2015 年度から国立研究開発法人日本医療研究開

育に利用することで、医工系への関心を高め、人材発機構（AMED）に移管〕は、バイオ 3D プリンタやの確保に向けた効果も期待できる。

細胞シート積層技術などの立体造形技術を用いて、iPS 細胞などから骨や血管、心臓などの立体組織・医工・産学連携による医療サービスへの展開

臓器を製造する技術開発プロジェクト（2014 年度

3D 画像上の臓器の正確な位置や形状の確定にはから 5 年間、事業総額約 25 億円）を開始した（図医師の診断が不可欠であり、一方高品質・低コスト

表 6）19）。このプロジェクトでは現在 5 テーマにつで 3D 造形するためにはエンジニアリングの寄与がいて計 29 機関の提案が採択され、いずれも 3D プ必要となるため、今後医療サービスとして普及するリンタ又はシート積層により、生体の立体構造を作ためには、実効的な医工・産学連携が重要となる。

製することを目指している。これらプロジェクトのまた、製造では、即時性や量に応じて、病院に製造

ターゲットは、臓器そのものではなく、主に骨、血システムを導入しオンデマンド生産するか、あるい管、心筋である。

は集約された工場でのマスカスタマイゼーション生産システムを構築することで、高効率化、低コストメニューへ戻る

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29

図表 6

プロジェクトテーマ
高機能足場素材とバイオ
3Dプリンタを用いた再生組織・臓器の製造技術の開発
バイオ 3Dプリンタで造形した小口径 Scaﬀold free 細胞人工血管の臨床開発
革新的な三次元精密細胞配置法による立体造形と小口径血管を有するバイオハートの研究開発

iPS 細胞等を用いた立体組織・臓器の開発事業の概要

内容
委託先
バイオ 3Dプリンタを用いて細胞が住 東京大学、大阪大学、大阪保健医療大学、みつくための足場を構築し、そこに細 産業技術総合研究所、富士フィルム（株）、胞を注入することにより、骨、軟骨・半 シーメット（株）（、株）JMC 、月板、膝関節、皮膚を作製
オリンパステルモバイオマテリアル（株）
バイオ 3Dプリンタを用いた細胞塊の 佐賀大学、京都府立医科大学、積層技術により、小口径の血管を開発 （株）
サイフューズ

特定の複数タンパク質で細胞表面を覆う高分子技術とヒトiPS 細胞由来の心筋細胞等を精密に配置する 3Dプリント技術により、ミクロなレベルから構造及び形状が制御された機能的な立体心筋を開発
組織工学を用いたヒト心臓 ヒトiPS 由来細胞シートにゼラチンハイ
壁立体造形技術の開発
ドロゲル等の生体吸収性物質などをはさみ込み、酸素や栄養分を供給する仕組みを作ることで、細胞の生存と機能を維持した従来にはない厚みのある立体心筋を作製
細胞シート工学を基盤とし 生体由来の血管網の上に iPS 細胞由た革新的立体臓器製造技
来の心筋シートを段階的に積層するこ術の開発とで心筋中心部まで栄養分が供給される構造を作製

大阪大学、東レ（株）（、株）
リコー、横浜市立大学、弘前大学、名古屋大学、協和発酵バイオ（株）

京都大学、旭硝子（株）、iHeart Japan（株）

東京女子医科大学、早稲田大学、慶應義塾大学、東北大学、（株）
東海ヒット、コージンバイオ
（株）
、
（株）
セルシード、
パナソニックヘルスケア（株）
出典：参考文献 19化が図れると期待できる。さらに、医療機関でのオ実現には多種多様な医学的・工学的研究開発課題にンデマンド生産が実現すれば、地域医療の高度化や取り組む必要があるが、その基幹技術の一つは、多遠隔医療の適用・普及にも貢献できる。

種の細胞を 1 細胞レベルで塗り分け積層する技術

日本は CT が世界で最も多く普及する国であり、である。これに対応するバイオ 3D プリンタは現在したがって症例・活用例も多数存在するため、国際一般の市場には存在しないため、日本が強みを持つ競争力のある技術分野といえ、日本の医療関連産業インクジェットプリント技術を活用し、世界に先駆のけん引役としても注目される。

けソフトウェアを含む装置システムとプロセスを開発することで、国際競争をリードできる可能性があ

日本の強みを生かしたバイオファブリケーション研る。このような微細な塗り分け積層技術は、工学用究の推進

途でも 3D プリンタによる半導体素子や三次元基板移植医療などの根本的な課題解決には、重要臓器の工学的手法によるバイオファブリケーションの推30などの機能デバイスの作製等に応用・展開できる可能性がある。

進が一つの方向性であり、第 10 回科学技術予測調

デジタルファブリケーションによる臓器製造の課

査結果によると 2035 年には社会実装される。その題は多いが、日本の「強み」を生かした科学技術イメニューへ戻るデジタルファブリケーション・医療応用の Horizon〜 3D デジタルデータの活用とバイオファブリケーションの進展〜

ノベーション政策として、医工・産学連携体制の構消化器内科

杉本真樹特務准教授、（株）ファソテッ

築も含め、将来を見据えて世界に先駆け持続的な研ク取締役・メディカルエンジニアリングセンター長

究を推進していくことが望まれる。

渡辺欣一氏、富山大学大学院理工学研究部（工学）中村真人教授、山形大学理工学研究科機械システム工学専攻

謝辞

古川英光教授、同・川上勝准教授に貴重な御意見を頂きました。ここに感謝の意を表し

本稿の執筆に当たり、神戸大学大学院医学研究科ます。

参考文献
1）「第 10 回科学技術予測調査の公表について」、科学技術・学術政策研究所 HP：
http://www.nistep.go.jp/archives/22697
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科学技術・学術政策研究所 HP：http://www.nistep.go.jp/wp/wp-content/uploads/NISTEP-NR164-FullJ.pdf
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http://www8.cao.go.jp/cstp/kihonkeikaku/5honbun.pdf4） 蒲生秀典、「デジタルファブリケーションの最近の動向―3D プリンタを利用した新しいものづくりの可能性―」、科学技術動向、No.137、P.19-26、2013 年 8 月：
http://data.nistep.go.jp/dspace/bitstream/11035/2416/1/NISTEP-STT137-19.pdf5） 蒲生秀典、「デジタルファブリケーションの進展―ファブ拠点の地域展開と国際標準化の動向―」、科学技術動向、
No.149、P.30-37、2015 年 3・4 月：
http://www.nistep.go.jp/wp/wp-content/uploads/NISTEP-STT149J-30.pdf
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http://www.nistep.go.jp/wp/wp-content/uploads/NISTEP-RM240-FullJ1.pdf
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INDUSTRY、31、1、4（2014）8） 新野俊樹、「MIAMI プロジェクトの説明 III 製造力の向上」、（「Additive Manufacturing を核とした新しいものづくり創出（MIAMI）」プロジェクト公開シンポジウム、2016.1.21 東京）
9） 高戸毅、「カスタムメイド型人工骨の開発と顎顔面領域への臨床応用」、人工臓器、44、1、41（2015）10）中山康秀、「医療への応用事例：再生する自己組織心臓弁「バイオバルブ」の開発」、O plus E、36、1、37（2014）11）杉本真樹、渡辺欣一、「3D プリンティングとバーチャルリアリティの医療活用最前線〜医療産学連携におけるデジタルファブリケーション〜」、NISTEP 講演会（2016.1.7、NISTEP）
12）杉本真樹、医用画像情報の可触化による生体質感造形 Bio-Texture Modeling と BIOTEXTURE Wet Model の開発、人工臓器、44、1、53（2015）13）杉本真樹、OsiriX 画像処理パーフェクトガイド最新版（Ver.5.9/6.0 対応）、エクスナレッジ、東京（2015）14）杉本真樹、医用画像 3D モデリング・3D プリンター活用実践ガイド、技術評論社、東京（2016）15）杉本真樹、東健、渡辺欣一、嶋田周吉、特許第 5239037 号（WO2012/132463）、3 次元造形モデル作製方法および医療・医学・研究・教育用支援ツール
16）山形大学 HP、「世界初 3D プリンターとゲルを用いた柔らかな臓器モデルの作製」：
http://www.yamagata-u.ac.jp/jpn/university/press/press20150305̲04.pdf
17）中村真人、「バイオファブリケーション研究の動向と今後の展望」、科学技術政策研究所 講演録 -271、2010 年 11 月18）M. Nakamura et. al., Biofabrication: reappraising the deﬁnition of an evolving ﬁeld , Biofabrication, 8,013001（2016）; doi:10.1088/1758-5090/8/1/013001
19）未来医療を実現する医療機器・システム研究開発事業「立体造形による機能的な生体組織製造技術の開発」、2015 年
6 月 19 日、国立研究開発法人日本医療研究開発機構（AMED）HP：
http://www.amed.go.jp/program/list/02/01/029̲06.html

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