3Dプリンターが「義足」の民主化を加速する

芸術作品のような義肢を扱うBespoke Innovation。低価格の3Dプリンターを使って高性能の義肢をつくっているe-Nable。そこに、NYプラット・インスティテュートを最近卒業したウィリアム・ルーツが加わり、超軽量で“ステルス様式“の義足を3Dプリントするシステムを開発した。

「Exo」と名づけられた彼らの義肢のコンセプトは、ルート氏の美学とバイオメカトロニクス、肢切断患者への意識調査の結果を合体させて完成した。

「調査の結果、デザイナーが義肢のデザインに取り組むときや企業が義肢を作製する際に、実は数多くの誤りがあることがわかりました」とルート氏は言う。

彼らはまず、患者の体組織に対する綿密な検査から始めた。そして、ルート氏が得た結論は、MITのバイオメカトロニクス・ラボが開発した「FitSocket」と呼ばれる技術を使用することだ。数多くの圧力センサーを使って患者の遺残組織の軟らかさ、硬さを測定することで、ほぼ完璧な“ソケット“、つまり、患者の体と義肢をつなぐインターフェイスを作製できるのだ。

同じデータを使用して、脚全体の三角メッシュの3Dモデルを推定する。「最小限の材料で最大の強度があり、さらに、見た目も洗練されたものになります」とルート氏は語る。応力解析ツールが脆弱な部分がどこか特定するのをサポートし、ソフトウェアによって組織のメッシュの密度は高められ、その脆弱性を補うことになる。

その結果生まれるのは、焼結チタンパウダーまたは高力プラスチックでできた真っ黒な義足だ。装着者は、まるでテレビゲームの世界から抜け出してきたかのように見える。

「義足に対する偏見は、その非人間的な見た目に理由があります。多くの補修部品企業がこの問題に取り組み、実物に近い見た目の義足をつくろうとしますが、“不気味の谷“に落ちてしまうのです」とルート氏は語る。彼にとって、肌色のゴムでできた義足は“大量生産品“のシンボルでしかない。「義足のデザインは、装着する人の体によって決定されるべきです」と彼は言う。「それぞれの義足は、その使用者と同様に独自なものでなければいけません」。

Exoの発売が実現するまでには、2つの大きな障害がある。資金とFDA（米国食品医薬品局）である。

従来の義肢は、何万ドルと高価なため、すべての人に届くものではなかった。しかし、ルート氏によれば、3Dプリンターで作製された義足の基礎材料はたった1,800ドルであるという。

彼の義足で使用されている膝・足首の関節部分は、特殊な部品となるためコストが高くなる。人の動きを機械的にサポートしてくれる関節であれば、もっと値段が高くなるかもしれない。また、試作品ではまだ、装用者の全体重を支えるだけの強度がなく、FDAの認可を得るにはデザイン上の妥協が必要になるかもしれない（そうなった場合は、価格が上がるか、もしくは見た目が格好悪くなるなどの弊害も起こりえる）。

この価格は、手作業での調整の理論上の廃止、格好良さや軽さという利点に釣り合うものだ。3Dプリンターがさらに普及すれば、患者がブートレッグ (海賊版) を使用することも起こりえる。

「Exoであれば、義足を手に入れるのに、プリント料金だけで済むことになるかもしれません」とルート氏は言う。「3Dプリント技術が進歩してさらに普及が進めば、価格は確実に下がるでしょう」。