欧州初の３Dプリントの人工頭骨移植に成功

ドイツ発：ドイツのザルツブルグ大学病院でこのほど、欧州では初めて、３Dプリンターで出力された人工頭骨の移植に成功した。

移植手術を受けたのは 、新生児の頭蓋形成の奇形の一種、頭蓋狭窄症に苦しめられてきた55 歳のドイツ人男性。頭蓋狭窄症は、新生児のときの頭蓋骨の融合が早すぎるために頭部に奇形を起こす疾患で、骨の成長ではなく、生後１年の脳の成長が早すぎるために発生すると言われる。

この頭蓋異常があると、頭蓋内圧が上昇することに起因する失明や、知的障害などの問題を引き起こす可能性がある。頭骨の変形により見た目も悪くなり、それが心理的なストレスとなるケースもある。

頭蓋狭窄症のような骨の変形を矯正する手術は高リスクだが、このような場面で３Dプリント技術の活用がますます普及しつつある。 ザルツブルク大学病院顎顔面外科クリニック（MKG）の責任者 Alexander Gaggl 教授によると、今回の３Dプリント人工頭骨移植の１年前に、患者の頭皮下にプラスチック製バルーンを埋め込み、移植の際はこのバルーンに生理食塩水を入れ、望み通りの人工頭骨の大きさにまで膨らませて行ったという。

３Dプリントで出力した人工頭骨は、患者の頭部 CT 画像をテンプレートとして、３Dモデルが構築された。人工頭骨の製作には、クリニックの衛生基準をクリアした無菌プロセスが保証され、歯科医院などで多く使用されている医療用３Dプリンター「Kumovis R1」がもちいられた。人工頭骨の素材には高機能ポリマーの PEEK が使用された。

同クリニックによると、３Dプリント工程に要する時間は 10 時間程度。移植手術から６週間後、移植痕はほぼ完治した。患者の男性は今回の移植の結果に満足しているという。

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スイスの F１向け３Dプリントパーツ製造会社が世界的な包装機器サプライヤー BOBST と提携

スイス発：３Dプリント部品製造の Sauber Technologies AG（チューリヒ州ヒンヴィール）はこのほど、ラベルや包装、紙器、段ボール産業向け基板処理、印刷、コンバーティング機器および関連サービスを提供する世界的なサプライヤー会社の BOBST （ヴォー州ローザンヌ）とあらたに技術提携を結んだと発表した。

それによると、提携は複数年契約で、 Sauber が BOBST に対して最新鋭の３Dプリントパーツ、およびインクジェットラベル印刷機向けのエンジニアリングと開発を請け負い、今後の製品開発支援も行う。Sauber は F１向け３Dプリントパーツで磨いた積層造形（AM） 技術を包装ラベルマシン製造分野でも活かすという。

Sauber は、BOBST 独自技術のデジタル印刷モジュールクラスターパーツを３Dプリントで製造し、BOBST の将来のモジュールパッケージ生産のためのイノベーション戦略を加速させるとしている。

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NASA アルテミス計画ロケットエンジンは３Dプリント部品でコスト 35 ％ の削減に成功

米国発：NASA（米航空宇宙局）が、早ければ 2024 年にも月へ有人着陸船を送り込む「アルテミス計画」で使用するロケットには、重要部材に金属３Dプリントで製造されたパーツが採用されている。

たとえば、心臓部とも言える推進ロケットエンジンを手掛ける Aerojet Rocketdyne は４基の RS－25 ロケットエンジン（もとはスペースシャトルのメインエンジンとして開発されたもの）と高圧タンクを供給するが、その部材には金属３Dプリントで製造されたパーツが多用されている。

ロケットエンジン用の部材は、超高温の過酷な環境にも耐えられることが要求される。同社によれば、３Dプリントによるロケットエンジン部材のほとんどで、レーザー粉末床溶融結合方式（LPBF）の金属３Dプリントを中心にもちいたという。同３Dプリント技術により、ロケットエンジンの製造コストは全体で 35 ％ 削減されたと同社は述べる。

一方、同じく米国の航空宇宙・軍需企業の Northrop Grumman は、アルテミスロケットを打ち上げ後２分間、推進させるために設計されたブースター製造を手掛ける。こちらのブースターも RS－25 エンジンと同様、積層造形（AM）技術の恩恵を受けているが、ブースター製造プロセスに関する情報は明らかにされていない。 NASA はアルテミス計画により、人類が月面においても活動できる可能性の道を開く。

アルテミス第１弾ミッションが成功すれば、次期ミッション「アルテミス II」が早ければ  2024 年中にも実施され、４人の宇宙飛行士が搭乗する予定だ。また、月プロジェクト関連では、セントラルフロリダ大学（オーランド）が、月のレゴリス（月面上を覆っている薄い塵状の表土）から３Dプリントでレンガを作ることに成功している。

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「蚊取り線香」化する新しい３Dプリント素材が誕生

ドイツ発：マルティン・ルター大学ハレ・ヴィッテンベルク、ライプニッツ・ポリマー研究所などの研究者からなるグループは、カなどの虫除け剤として使用される薬剤で表面加工した３Dプリント素材を世界で初めて開発した。

カなどの虫除けとして一般的に使用されているのは DEET と呼ばれるジエチルトルアミド薬剤だが、特有の臭いと相当量を使用しないと効果が持続しないこと、それもせいぜい数時間どまりなのが欠点だった（人によっては、アレルギーや肌荒れを起こすリスクもある）。

同グループは、こうした欠点のある DEET ではない別系統の忌避剤IR3535® （ブチルアセチルアミノプロピオン酸エチル）を使用した。こちらは DEETとは異なり無臭無色の虫除け薬になる。これをポリマーと混合させ、３Dプリント可能にした。３Dプリントで適切な形状に加工することでじゅうぶんな表面積を確保し、埋め込まれた忌避剤を周囲の空気に安定的に放出することができるという。

同グループは、リングのような試作品を３Dプリントで出力した。このリングじたいが薬物送達システム（DDS）として機能し、言わば蚊取り線香のような効果がある。また、その忌避効果は数日間は持続するという。

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米大学が世界で初めてアイス３Dプリントに成功

米国発：カーネギーメロン大学（ペンシルベニア州）の工学研究者グループはこのほど、氷が作り出す樹状微細構造を３Dプリントで再現することに世界で初めて成功したと発表した。従来の３Dプリント素材にはサーモプラスチックや金属などがあるが、水を素材として用いる今回のようなケースは極めて珍しい。

同グループによると、－35℃に冷却した造形プラットフォームに水を滴下して急速冷凍させて造形する。試行錯誤の結果、最適なプリント軌道とノズル移動を割り出し、繰り返し再現可能な樹状パターンのプリントに成功したという。試作品としてツリー、プロペラ、タコなどのマイクロオブジェクトを作成した。

このアイス３Dプリントは、より複雑な最終部品向けの犠牲テンプレートとして考案された。同グループは、これを ❝インサイドアウト❞ プリンティングまたはリバースモールディングと呼んでいる。具体的には、まず３Dプリント構造体の作成後、レジンなどの３Dプリント素材を冷却した液体やゲルに浸す。固まったら、素材内部の氷を溶かすか蒸発させれば、簡単に部品から除去できる。アイス３Dプリント方式の利点は成形後のテンプレート除去が容易であり、内部構造の表面は滑らかに仕上がり、精度も高い。

今回開発されたアイス３Dプリント技術は生体工学、高度製造システム、およびアートなどの分野での実用化が見込まれている。

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世界初のフル３Dプリントプールがお目見え

米国発：プール製作の San Juan Pools（フロリダ州）はこのほど、世界初のフル３Dプリントによるグラスファイバー製プールを発表した。

San Juan Pools は 1963 年にワシントン州シアトルで創業した３代続く同族経営会社で、ボート船体の建造術を応用してプール製作を手掛ける。最先端技術を採り入れたプール作りを追求する同社が手掛けた最新型プールが、このフル３Dプリントプールだ。

San Juan Pools が新製品製作で労力、時間、生産コストを削減する方法を探したところ、同じくフロリダに拠点を置き、特注の大型造形用３Dプリンターベンダーの Alpha Additive を知り、同社に掛け合って専用の３Dプリンターを提供してもらったという。特殊なビニルエーテル樹脂とグラスファイバーを FDM ３Dプリンターと同様な手法でプリントアウトして完成したのが、世界初のフル３Dプリントプールだ。

３Dプリントプール「 Baja Beach［バハビーチ］」モデルは縦横 12 × 25フィート（約3.6 × 7.6ｍ）、深さ３フィート（約 0.9 ｍ）。長さ12フィートのアクリルグラスのファサードウィンドウがあり、最奥部には温水が出るジャグジーセクションも付属する。プール主要部が浅めに作られて泳ぎには向かないが、子どもが水遊びをしたり、大人が水の中でクールダウンするのに最適なプールとなっている。

グラスファイバーで船体を製造する従来の工法では、有毒な化学物質やリサイクル不能な素材の使用が地球の生態系に重い負荷を与えていた。この点でも、３Dプリントプールは環境負荷が軽くメリットがある。また、従来工法は多くの労働者を必要とし、完成までに数か月かかるという問題があったが、３Dプリント方式ではサスティナブルな素材の使用と少ない労力、そして完成までわずか数日で済む。

フル３Dプリントのグラスファイバー製プール各種の価格は、約 17,000 ～ 38,000 米ドル。

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世界で初めて３Dバイオプリントでヒトの肺の足場材開発に成功

米国発： United Therapeutics と３D Systems（NYSE：DDD）はこのほど、両社が共同で研究開発を進めてきた３Dバイオプリントによるヒトの肺の足場材開発に成功したと発表した。この足場材は、対面方式で開催された LIFE ITSELF カンファレンス（会期５／31～６／３、サンディエゴ）でお披露目された。動物実験済みで、将来的には患者自身の幹細胞を使用して作成される計画。

自身の幹細胞で移植可能な肺が作成できれば拒絶反応のリスクも大幅に減らすことができる。 この３Dプリント足場材は、過去最高の 44 兆個のパーツ（ 44 兆ボクセル）で構成され、4,000 km の肺毛細血管と２ 億個の肺胞を有する。これまで３Dプリントで作成された最も複雑な構造体になるという。

同開発グループによれば、今回開発された Print to Perfusion と呼ばれるフォトポリマーベースのバイオプリント技術では、こうしたドナー臓器を３週間程度で作成することができるとしている。ガス交換機能も正常に働くことも実証されており、５年以内の臨床試験を目指す。

ドナー臓器の需要は確実に増えている。米保健資源事業局によると、2021 年に米国内で肺移植を受けた患者は 2,524 人で、2022 年６月３ 日現在、ドナーからの臓器提供待ちの患者は 1,075 人いる。一方、毎年 15 万人以上の米国人が肺の疾病で亡くなっており、移植待ち患者も多く含まれている。

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