スキャフォールドの直接造形法および装置は、気体加圧ディスペンサを用いて、加熱融解された融解高分子材料がノズルから押し出され、ノズルの吐出位置が制御されることにより三次元構造体が形成されるものである。加圧気体に高分子材料に対して不活性なガス(窒素、二酸化炭素)を使用することにより、材料、特に生分解性高分子や生理活性物質の熱分解による酸化物の生成を抑制することができる。ポリグリコール酸やポリ乳酸などの高融点の樹脂による造形が可能であり、かつ、20mm/秒以上の速度で直接造形できるため、造形時間が短く、生産性に優れている。よる医療用デバイスの製作には、種々の方法が用いられる。Modeling)などが知られている(例えば、特許文献1~特許文献3を参照)。これらの方法により、樹脂を直接目的とする形に成形でき、個々の患者の状態に応じた医療用デバイスの作製が可能となっている。いった個々の患者の状態に応じた医療用デバイスの作製は、特に再生医療において、骨をはじめとする患者の個々の組織の患部・欠損部に対してオーダーメードの先端的医療を進めるに際し重要なプロセスである。医療用デバイスとして、臓器や組織、あるいは傷害または外科的切除による欠損の形状や大きさを三次元的に正確に修復するため、連続微細多孔を有するスキャフォールド(生体細胞が接着・増殖する足場)の作製が必要となっている。上述した従来の直接造形法には個々に得失があるものの、共通している問題点は、それぞれの方法に適合する特殊な材料が不可欠なことにある。インクジェットの三次元プリンタ(3DP)、レーザー焼結法(SLS)および衝撃粒子造形法(BPM)では、微粒子状の樹脂懸濁液が必要となる。光重合成形法(SLA)では、光重合性のモノマーまたはポリマー前駆体が必要となる。インクジェットの三次元プリンタ(3DP)においては、ミクロンオーダの成形が可能であるが、射出できる液体の粘性に上限があり、多くの場合、融解したワックス等の低粘性材料のみを射出して、先ず鋳型を成形する。成形した鋳型に粉末状の樹脂を付着させる、溶解した樹脂を含浸・固化させるなどした後、鋳型部分のワックス等を溶解するなどして取り除く手順を経る。このような手順を経て、目的となる樹脂の成形体を得るため、成型後の変形、溶媒の残留が問題となる。溶融積層造形法(FDM)は、可塑的に変形し得る物質のフィラメント状材料を小さなノズルから押し出し三次元構造体を作製する。ノズルは、所望の三次元構造体を得るように、適切なX,Y,Z運動制御によって、三次元構造体が作製される造形ステージの表面に向けられる。図9に、従来の溶融積層造形法(FDM)を実現する装置概念図を示す。従来の溶融積層造形装置では、ノズルヘッドから、半流動性の熱可塑性ポリマー材料が押し出し加工されて非常に薄い層に堆積する。熱可塑性ポリマー材料を、樹脂の軟化温度から分解温度の間に設定し、成形に適した半流動性の状態を維持することが溶融積層造形法の基本となる。ノズル上部のヒーターによる温度制御で、熱可塑性ポリマー材料を半流動性の状態に維持している。フィラメントはローラーにより、図示しないボビンから巻き出され、押し出しノズルに供給され、ノズル先端の半流動性の材料を押し出す。このように、ノズルはフィラメント状の熱可塑性ポリマー材料を融かすために熱せられ、融かされた熱可塑性ポリマー材料の流れをオン/オフさせ得るメカニズムを備えている。このノズルは、水平方向(X,Y方向)および垂直方向(Z方向)に動かされることができる機械のステージに取り付けられる。このように、溶融積層造形法(FDM)では、熱可塑的に変形し得る物質のフィラメント状材料を小さなノズルから押し出すことによって三次元構造体を作製するものであり、ノズルに供給する、ポリマー材料から形成された押し出し可能な屈曲性のあるフィラメント状(長繊維状)の材料が必要となる。このため、溶融積層造形法(FDM)では、使用できる材料が比較的柔らかなものに限定されており、吸収性医用材料として使用されるポリ乳酸などの曲げ強度が低く硬い樹脂、逆に軟らかくて粘着性やゴム状弾性をもつ樹脂、およびハイドロキシアパタイトのような無機物質を高率に含む複合材料は、使用することが困難であるといった問題がある。)の直接造形法および直接造形装置に関する技術である。excellent.※ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記までご連絡ください。同じキーワードでJ-STORE内を検索することが出来ます。