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高粘度液でも液滴化、射出する音響ベースの印刷技術をハーバード大が開発。製薬はじめ多分野に応用可能

ハチミツでも印刷可🍯

Munenori Taniguchi, @mu_taniguchi
2018年9月4日, 午後06:15 in Medicine
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ハーバード大学ウィス研究所の研究者たちが、音響による浮揚効果を利用し、幅広い材料配合や粘度の液体から液滴を生成、印刷する技術を開発しました。液体金属から蜂蜜にいたるまで、あらゆる液体材料を使うことができるため、新しいバイオ医薬品や化粧品、はたまた食品などを生み出したり、光学または導電性材料への応用などが期待されます。

液滴を使った加工技術は、紙に印刷するインクから薬物を体内の必要な場所へ送り届けるためのマイクロカプセルの製造にいたるまで、数多くの用途で使われています。

一般的な
インクジェット印刷は、液滴をパターン化するために使われる最も一般的な技術で、水よりも高粘度な液体インクを使用します。しかし、研究者にとって興味のある多くの流体ははるかに粘度が高いものばかり。

たとえば、バイオ医薬品やバイオプリンティングに不可欠な生体高分子(バイオポリマー)または細胞を含む溶液は、水の100倍以上の粘度を持つものがあります。さらに蜂蜜のような糖質ベースのバイオポリマーにいたっては、水の2万5000倍もの粘性があります。

この方法では、プリンタノズルの先に閉塞的な音場を作り、高周波の音響共振によってノズルの先に生成した液滴を引き剥がし、射出します。音場内では100G(重力の100倍)もの力が発生するため、高粘度な液体であっても液滴化が可能。音波の振幅を変えることで液滴のサイズ調整もできます。

研究者らは、液体金属、光学樹脂、バイオポリマー、幹細胞を混合したインクから蜂蜜まで、幅広い材料を使って液滴生成を試験しました。音波は液滴を通過しないため、生体細胞やタンパク質などでも安全に使用できます。

残念ながら、この技術はまだプロジェクトの初期段階ですが、多くの可能性が含まれていることは間違いありません。ハーバード大学はこの技術の活用分野として、たとえばこれまで体内輸送が不可能だった薬剤を扱えるようになるといった医薬品の世界への応用が最も有望だと考えています。一方で、新しい導電性材料や光学材料、これまでにない化粧品や食品といった日用品の製造にも使える可能性も考えています。

研究チームのひとりジェニファー・A・ルイス氏は「私たちの技術は、まず製薬業界に影響をおよぼすことになるはずです。しかし、私たちはいくつかの産業分野に渡って重要なプラットフォームになると思います」と研究についてコメントしています。





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