ネイチャーリサーチ：潜在性低カルシウム血症を治療するための革新的な3Dプリントセンサーは、酪農家が年間約10億ドルを節約するのに役立ちます

この投稿は warrior bear によって 2025-2-7 21:48 に最後に編集されました。

2025年2月7日、アンタークティックベアは、米国ブラックスバーグにあるバージニア工科大学の動物科学部の研究者が、アメリカの酪農家に年間約10億ドルの節約をもたらす画期的な3Dプリントセンサーを開発したことを知りました。この検査装置は、診断が非常に難しいことで知られる動物の病気である乳牛の潜在性低カルシウム血症（SCH）を検出することができ、酪農コミュニティにおける長年の課題に対する有望な解決策を提供します。
関連研究は、トップジャーナル「ネイチャー・コミュニケーションズ」に「3Dプリントされた多重感知構造を用いたアトモル感度乳熱センサー」と題する論文として掲載されました。

論文リンク: https://www.nature.com/articles/s41467-024-55535-w#Abs1
潜在性低カルシウム血症は乳熱としても知られ、乳製品業界では大きな問題となっています。 SCH は、顕著な症状が現れることなく、牛のカルシウム濃度が一定レベル以下に低下した場合に発生します。この病気は通常、出産したばかりの乳牛に発生し、成熟した乳牛の約 50%、初産の乳牛の約 25% がこの病気を発症すると推定されています。この病気は乳の生産量を減少させ、麻痺を引き起こし、牛の免疫系を弱めて他の病気にかかりやすくします。一部の報告では、SCH により年間 100 頭の牛あたり約 8,000 ドルの損失が発生すると推定されています。
これまで、市販の分析装置は時間がかかり、労働集約的であるため、SCH の検出は困難でした。しかし、バージニア工科大学の研究者たちは、新しいタイプのセンサーでこの状況を変えようとしている。
3D プリントされたセンサーは搾乳機と統合され、牛の側面に取り付けられ、牛乳サンプル中の Ca2+ と P を継続的に測定しました。この図は、CC-BY 4.0 ライセンスに基づいてリリースされた BioRender.com の画像を使用して作成されました。 (画像提供: Nature Communications) バージニア工科大学の研究者は、多重化された感知構造を備えた 3D プリントされたアトモル感度ミルク加熱センサーを使用しました。（画像出典：ネイチャーコミュニケーションズ）
Form 3 SLA プリンターを使用して 3D プリントされた新しいセンサーは、牛乳サンプル中のカルシウムイオン (Ca2+) とリン酸イオンの比率を検出するように設計されています。検出装置は、SLA 印刷プロセスによって作成された自然なしわを利用して、感知表面積を増やし、装置の全体的な感度をアトモル精度 (1 立方センチメートルあたり 600 分子) まで向上させます。驚くべきことに、結果はわずか 10 秒で返ってきて、このデバイスは牛乳と血液のサンプルの両方で非常に正確でした。
ab) 各WEにおけるCa 2+およびP感知機構。どちらのパネルでも、上から下の層は、サンプル (ミルク)、イオン選択膜 (ISM)、ポリオクチルチオフェン (POT)、金層 (Au)、クロム層 (Cr)、センサーベースで構成されています。 ce) しわのある 3D プリントセンサー上に堆積した Au の SEM 画像 (さまざまな倍率)。一次パターンと二次パターンが示されています。 f) 最終的にコーティングされたセンサーの SEM 画像。（画像出典：ネイチャーコミュニケーションズ）
このセンサーを農場で使用すると、乳熱をより早く診断し、SCH に関連する損失を減らし、牛の健康を維持するのに役立ちます。このデバイスの可能性は明らかですが、広く採用されるまでにはさらなる開発が必要です。
全体として、このデバイスは、低コスト、オンデマンド生産、効率的なテクノロジーにより理想的な選択肢となっている農業分野における 3D プリント採用の大きなトレンドに適合しています。農業業界がこのセンサーのような革新的なソリューションを採用し続けるにつれて、3D プリントが動物の健康、持続可能性、全体的な効率性の向上に中心的な役割を果たし、最終的には食品の生産と配送の方法を変える未来が見えてきます。

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