— 革新的材料3Dクラスタ —

デザイナブルゲルの革新的3Dプリンティングシステムによる
新分野の進展支援と新市場創出

Revolutionary 3D Printing Systems of Designable Gels to Develop Novel Applications and Markets 世界初の3Dゲルプリンティングシステムの開発で生体に近い人工血管や人工関節を実現
研究実施機関(再委託先、共同実施先含む)
山形大学、JSR(株)、サンアロー(株)、(株)ディライトマター

背景

本来、生体軟組織は水を含んだ「ゲル」でできていますが、これまでの人工血管・人工関節などのインプラント(生体代替物)は、生体軟組織固有の機能である潤滑性や物質浸透性等がありません(Hard & Dry)、また、そうした特性から定期的な交換が必要となります(図1)

(図1)Hard & Dry
(図1)Hard & Dry

そこで本テーマでは、世界初の3Dゲルプリンター技術により自由なデザインと造形を可能にして、ゲル血管、ゲル軟骨などのSoft & Wetなインプラント製造を目指しています(図2)

(図2)3Dゲルプリンター
(図2)3Dゲルプリンター

目標

分子設計のデザインと形状や機能のデザインが自由な革新的ゲル材料である、“デザイナブルゲル”による「3Dプリンティングシステム技術」を開発し、

  1. 平成28年度までに、精度500μmの3Dゲルプリンティングシステム普及機
  2. 平成31年度までに、精度50μmの3Dゲルプリンティングシステム特殊機

をそれぞれ完成させ、これらのデバイス販売、利用サービスを提供する(平成27年度よりテストユース開始)ことで、新分野(医療、ロボット等)の進展に貢献し、同分野での新たな市場を創出することを目指しています。

実施内容

  1. 超上流設計

    用途に合う造形性能を持った装置の設計
    用途に合わせたゲル材料の設計

  2. 革新的製造

    材料について
    実用に合せた特性をデザインできる高機能ゲルの製造(図3)
    加工について
    設計された形状と特性を体現し、使い易い加工装置(含ソフトウエア)の開発。
    構造について
    品質の保証、技術として使える解析技術の確立。

  3. 想定出口

    高機能ゲルの社会利用で革新的価値を実現する。

(図3)高強度ゲルの3D造形物(左)/高透明で柔軟なゲルの3次元自由造形(中、右)
(図3)高強度ゲルの3D造形物(左)/高透明で柔軟なゲルの3次元自由造形(中、右)

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