微細藻類由来のエコなバイオインクで3Dレーザー印刷が革命的に発展

Tokyo最近の研究では、微細藻類から作られた環境に優しいバイオインクを用いた3Dレーザープリンティングの分野で大きな進展が見られます。この研究は、天然資源が付加製造に変革をもたらす可能性を強調しており、特に生物医学や材料科学において重要です。

ハイデルベルク大学のエヴァ・ブラスコ教授率いるチームは、微細藻類から取れた素材で新しいインクを開発しました。このインクは、3Dプリンティング業界で一般的に使用されている石油化学製品由来のものとは異なります。彼らは、オドンテラ・アウリタとテトラセルミス・ストリアタという2種類の微細藻類を使用しました。これらの藻類は、脂質と光に感応する色素を多く含むため、環境にやさしい3Dプリント素材の作成に適しています。

微細藻類由来の材料の利点には、次のようなものがあります：

• 成長速度が速いこと
• 高いCO₂吸収能力
• 生体適合性があること
• 有毒な添加物を避けられること

微細藻類は一般的な材料の代わりになり得ます。Odontella auritaとTetraselmis striataから得られたトリグリセリドがアクリレートで改良され、光の下で速く乾燥するようになりました。さらに、微細藻類の色素は乾燥を開始する助けとなり、通常のインクで使用される有害な化学物質を不要にします。

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研究チームは、非常に精密な小規模の作業を可能にすることで知られる「二光子3Dレーザー印刷」という手法を用いました。この技術により、彼らは複雑な3D形状を高精度で創造することができました。結果として、オーバーハングや中空の部分を含む微細な構造を見事に印刷することに成功しました。

研究者たちは、細胞の成長において、微細藻類ベースのインクがどれほど安全で支援的であるかをテストしました。その結果は非常に良好で、印刷された構造物上でほとんどすべての細胞が24時間生存していることが確認されました。このことから、これらのインクが組織の成長を促進するためのインプラントやサポートを作成するなど、医療分野で有用である可能性が示されています。

この研究は大きな影響を与えています。微細藻類から得られるバイオインクを3Dプリンティングに利用することで、化石燃料の使用を削減し、環境への負担を軽減できます。この研究が成功したことでさまざまな種類の微細藻類とその利用方法に関するさらなる研究が可能になりました。また、特定の医療や産業の用途に適した新しい生体適合性材料の開発も促進されます。

この研究はドイツ研究振興協会や欧州連合などの機関の支援を受けて行われました。「Advanced Materials」誌に発表されたこの研究には、ヨーロッパの複数の大学や研究センターの協力が関与しています。研究結果は、精度や機能性を損なうことなく、3Dプリントをより持続可能にする新しい方法を示唆しています。