音波で3Dプリントする新技術

2025-4-2
最新情報
3D bioprinting, 3DPrinting, 3Dプリンティング, Medical, テクノロジー, バイオ, バイオマテリアル, 医療

カリフォルニア大学デービス校、切開不要で骨修復も可能な音波式3Dプリント技術を開発

米国カリフォルニアの州立大学カリフォルニア大学デービス校（UC Davis）の研究チームは、音波を使って3Dプリントを行う革新的な技術を開発した。この革新的な技術は、皮膚切開せずに骨などの組織を修復できる可能性を秘めており、3Dプリント技術の未来を大きく切り拓くものとして注目されている。

研究チームが開発した「holographic direct sound printing（ホログラフィック音波直接プリント以下 HDSP）」技術は、音波の力だけで樹脂を瞬時に固め、3D構造を作り出すことができる画期的な3Dプリント技術で、高圧の音波を利用してポリマー樹脂に振動を与えて瞬間的に固体化させるため、従来の3Dプリント技術とは大きく異なる特徴を持つ。通常の3Dプリンタでは、材料を一層ずつ積み重ねる（積層方式）で造形を行うが、HDSPでは音波のホログラム画像を使い、2次元の画像を一度に投影し、その場所だけを一気に固めて形を作る。この際、ロボットアームがプリント台を保持し、音波を発生させる装置（トランスデューサー）は水中に設置されている。ポリマー樹脂を満たした造形室はその間に配置され、音波によって微細な泡（キャビテーション）が発生し、樹脂が硬化。この一連の動作により、立体的な3D構造が形成される。

Photo : Mohsen Habibi.

現在のHDSP技術は単純な形状のプリントにとどまっているものの、骨や軟骨など比較的単純な生体組織への応用が期待されている。チームを率いるモーセン・ハビビ准教授は「骨や軟骨は複雑な形状ではないため、一度の画像投影で造形できる」と述べており、将来的には人体内部での直接造形による骨折修復などの医療応用が可能になると見込まれている。

Photo : Mohsen Habibi.