鼻プロテーゼ

鼻プロテーゼは、本来の鼻を失った人のための頭蓋顔面プロテーゼです。^{[1]鼻プロテーゼは}、耳鼻咽喉科医や形成外科医から患者を紹介された形成外科医によって設計されます。

既存の組織を使用して鼻を再建する、より一般的な鼻の手術である鼻形成術とは異なり、人工鼻の移植では、鼻を完全に合成材料で作る必要があります。鼻のプロテーゼを移植する前に、プロテーゼを収容するために、鼻切除術によって元の鼻の構造がすべて除去されます。 ^[1]鼻プロテーゼを作成する際の形成外科医にとっての最大の課題の1つは、鼻に使用する適切な材料を見つけることです。鼻は、いくつかの異なる機能と独特の構造を備えた複雑な器官だからです。鼻の主な機能には、嗅覚、濾過呼吸、発話の変更などがあります。これらすべてのタスクは、鼻の骨、軟骨、筋肉のネットワークのおかげで完了でき、鼻を顔に対して安定させるのにも役立ちます。現在、使用可能な人工鼻はありますが、一時的な機能しかありません。3Dプリントなどの分野の進歩により、医療専門家は本物の鼻と同じくらい効果的な鼻を作りたいと考えている。

鼻プロテーゼは、鼻を修復できない場合にのみ必要となりますが、これにはさまざまな理由が考えられます。

• 鼻腔内に良性腫瘍または悪性腫瘍が形成されます。危険かどうかにかかわらず、体内に癌組織を残すことは非常に危険であり、最も安全な方法は完全に除去することです。
• 感染により鼻の一部または全部が侵食され、不安定性や機能喪失を引き起こします。真菌性副鼻腔炎は、鼻を破壊する可能性のある病気の一例です。
• ある人は自分の鼻の見た目に満足していません。鼻を整える従来の整形手術の代わりに、まったく新しい鼻を手に入れることにしました。
• 火傷や強い鈍的外傷などの重篤な出来事により、鼻に外傷が生じ、義鼻が必要になるほど変形します。
• 先天異常により、鼻を形成するためのDNA が損傷を受けます。また、 DNA が正しい場合でも、子宮内での鼻の発達中に何らかの問題が発生することがあります。

鼻プロテーゼの開発には芸術的スキルと技術的スキルのバランスが必要です。^[2]

この求められる職人技は、鼻のプロテーゼに使用される素材にも表れています。鼻のプロテーゼは、患者にとって見た目が魅力的でありながら、鼻の機能をサポートする必要があります。現在、鼻のプロテーゼには、いくつかの異なる素材が使用されています。

• エチレンから得られるアクリル樹脂は、鼻プロテーゼを作成するための最も一般的な選択肢の 1 つです。アクリル樹脂は紫外線で劣化せず 、安定性が高いため、すぐには劣化しませんが、吸水性が高く、プラスチックに似ているため、硬くなります。
• ポリ塩化ビニル 共重合体は、可塑剤（剛性を高める物質）とポリ塩化ビニルの混合物から構成されています。ポリ塩化ビニル共重合体の利点には、外因性/内因性着色へのアクセス性と高い柔軟性が挙げられますが、耐久性があまり高くなく、紫外線で分解します。
• ポリウレタン エラストマーは、イソシアネートを含むポリマーとヒドロキシル基を含むポリマーから構成されています。これらの化合物は、存在するイソシアネートの数に応じて異なる特性を持ちます。ポリウレタン エラストマーは、強度を損なわずに非常に弾力性があるため、あらゆる物質の中で最も優れた外観を実現します。ただし、現在の取り付けメカニズムと簡単に互換性がありません。
• シリコン エラストマーは、RTV (室温加硫) シリコンで構成されています。シリコンは、さまざまな温度で動作し続け、その多様な形状によりさまざまな方法で使用できるという点でユニークです。そのため、研究者がシリコンの新しいバリエーションを開発し続けているため、シリコンは将来最も有望な材料となっています。

患者は永久的な鼻プロテーゼを装着するまで数か月待たなければならないため、通常は 3 ～ 4 週間後に一時的な鼻プロテーゼが装着され、通常の社会活動に戻ることができます。鼻プロテーゼの製作において重要な部分は、印象、彫刻、塗装です。プロテーゼの鼻を作成するプロセスは個々のケースによって異なりますが、ほとんどの場合、一般的な手順パターンに従います。

1. 患者を少し上を向いた姿勢で座らせ、患者の顔に布をかけて湿らせたガーゼを詰め、余分な物質が間違った場所に入り込まないようにします。
2. すぐに固まる液体であるポリビニルシロキサンを使用して、目的の領域の型を取り、その型が欠陥のある場所と一致するかどうかを検査します。
3. 印象は、タイプIIIの歯科用石膏（プラスチックに似た物質）を使用して鋳造物に変換されます。
4. 新しく形成された鋳型は、ワックスの型を作るのに使用されます。アナプラストロジストは、患者の外見に基づいて、人工鼻の美容上の要素について作業を開始します。
5. ワックスモデルが継続的に完成するにつれて、患者の肌の質感や顔のその他の特徴を一致させるために、より詳細に検査されます。
6. 少量のアクリル系塗料を加えて、本質的な着色（芯の色）を開始します。
7. ワックスモデルをフラスコ内で脱ワックスし、鼻プロテーゼに必要な材料を加工します。
8. 最後に、肌の色に合わせた外色（外側の色）の塗装を外側に施し、その上に耐水性を高めるモノポリを塗布します。

もともとワックスモデルは手作業で作られ、すべてを正確に仕上げるには何時間もの労力が必要でしたが、CAD / CAM（コンピュータ支援設計/製造）の使用により、プロセスが安価で高速になり、最終製品の全体的な品質が向上しました。^{[2] [3]}

科学者が接着方法を生成する際に直面する主な問題は、生体組織と合成材料を効率的に組み合わせる方法を見つけることです。

• 顔面骨に埋め込まれたチタンインプラントにより、義鼻を磁化することができ、簡単に取り付けたり取り外したりすることができる。^[4]
• オッセオインテグレーションは磁石を使用するプロセスに似ていますが、鼻のプロテーゼが磁力ではなく顔に直接取り付けられる点が異なります。
• 眼鏡フレームは、下に人工鼻を取り付けて着用できます。ただし、患者の顔が平らすぎると、重力で眼鏡が滑り落ちる可能性があります。
• 接着剤などの粘着物質は人工鼻を顔に固定しますが、皮膚を刺激し、取り外すときに人工鼻を損傷するため、現在ではあまり使用されていません。

最良の人工鼻を作るのに理想的な材料が存在しないのと同様に、すべての取り付け方法にはそれぞれ欠点がある。^{[3] [5]}

現在、「嗅覚」機能を備えた人工鼻は入手可能ですが、主に食品、飲料、化粧品業界での工業用途に限られています。この技術を人間に適合させるには、複雑な人工鼻に技術を組み込むだけでなく、脳に信号を送るように適応させる必要があります。電子鼻として知られる匂いの処理に使用されるメカニズムは、脳の匂いに対するアプローチを模倣したものです。電子鼻は、化学的に広帯域なセンサーのアレイ、あるタイプの信号を別のタイプに変換すること、匂いの分類という 3 つの主要ユニットに分かれています。アレイ上の各センサーは、特定の分子が存在する場合にのみ発光するように設定されているため、特定の匂いがあると複数の異なるセンサーが同時に発光し、匂いを識別できるようになります。匂い物質によってセンサーが化学信号を作成し、最初に電気信号に変換されてから、最終的にデジタル信号に変換されます。このデジタル データは、脳として機能するマイクロプロセッサによって解釈され、遭遇した匂いに対する出力が提供されます。脳はコンピューターよりもはるかに複雑であるため、本当の課題はまだ解決されておらず、医療専門家は脳を人工部品に反応させる方法を見つける必要があります。^{[6] [7]}

現在、人工装具には合成素材が使用されていますが、 3D プリントから作成されたバイオエンジニアリング組織は改善されています。製造された細胞を使用して臓器の実際のバージョンを作成することができ、機能の完全な回復が可能になる可能性があります。すべての臓器には異なる細胞セットがあるため、各体の部分の要件に対応するために、広範な研究を完了する必要があります。鼻は、機能と設計が複雑なため、作成するのが最も難しい臓器の 1 つです。バイオエンジニアリング技術が完成すれば、ドナーが不要になり、患者は元の鼻を失う前の生活に戻ることができるため、大きなメリットが得られます。バイオエンジニアリング組織は現在、限定的に使用できますが、人間の移植に使用することはまだ承認されていません。^[8]

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