Comparisons of 3D printed materials for biomedical imaging applications

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2023.2273803

1. 本研究の学術的背景，研究課題の核心をなす学術的「問い」は？
   本研究の背景は、生物医学イメージングにおいて、制御、麻酔、監視のためのカスタムアクセサリーが簡単に洗浄でき、イメージングの品質や分析に干渉しないことが望ましいことです。3Dプリンティングがイメージングツールやアクセサリーのための迅速なプロトタイピングや製造として使用されるようになったことで、どのプリンタブルな材料が耐久性があり、イメージングアプリケーションに干渉しないかを理解することが重要です。具体的な学術的な問いは、どのプリンタブルな材料がイメージング集合や分析に干渉せず、洗浄に安定性を持つか、またどの材料がCT、PET、光イメージングアプリケーションに適しているかを特定することです。

2. 本研究の目的及び学術的独自性と創造性は？
   本研究の目的は、15種類の3Dプリンタブルな材料を放射線密度、光学特性、摩耗のシミュレーション、繰り返しの洗浄および消毒能力で評価することです。耐久性があり、簡単に洗浄でき、CT、PET、光イメージングアプリケーションに干渉しない材料を特定することが目標です。学術的な独自性と創造性は、生物医学イメージングにおける3Dプリント可能な材料の特性を評価し、適切なポリマーを選択することにより、イメージングアプリケーションでの使用における実用的な考慮事項や課題を明らかにする点にあります。

3. 本研究の着想に至った経緯や，関連する国内外の研究動向と本研究の位置づけは？
   本研究では、生物医学研究において必要なカスタムツールの製造に3Dプリンティングが頻繁に使用されており、既製品がない場合は研究者が自ら作成することがあることに着目しています。これまでにも、実験中の研究対象の管理（麻酔、体温の維持、モニタリング）、イメージング用のサンプルの位置決め（基準、ファントム、被験体）、動きのアーティファクトの低減などに3Dプリンティングが活用されてきました。しかし、マルチモーダルイメージング用のアクセサリーは、さまざまな技術と互換性がある必要があり、材料の特性についてより深い理解が必要です。本研究は、このような背景と関連して、生物医学イメージングの文脈での15種類の3Dプリンティング素材の有用性と制約を特定することに焦点を当てています。

4. 本研究で何をどのように，どこまで明らかにした？
   本研究では、15種類の3Dプリンタブルな材料のルミネセンス、蛍光、放射線密度、繰り返しの洗浄に対する性能などを評価しました。また、放射性トレーサーにさらされた後の3Dプリンテッド材料の除染能力についても評価しました。これにより、一般的な商業材料の性能を比較し、さまざまなイメージング実践における最適な材料を選択するための情報を提供しました。

5. 本研究の有効性はどのように検証した？
   本研究では、多様な評価項目を使用して、15種類の3Dプリンタブルな材料の性能を評価しました。これにより、イメージングアプリケーションに適した耐久性があり、洗浄に安定性がある材料を特定することができました。また、放射線露出後の材料の除染能力も評価しました。これにより、本研究の結果が実際の環境での使用において有用であることが示されました。