MF Precisionの2024年科学研究論文概要（第1部）

科学的真実の追求において、さまざまな分野の研究者が知識と知恵を蓄積し続けており、それぞれの科学研究成果は自然の法則と社会の発展に対するより深い洞察を表しています。

2024年、BMF Precisionは超高精度3Dプリント技術の強化により、多くの科学研究探究に強固な原動力を提供し、科学研究者がさまざまな分野を深く探究し、多くの画期的な研究成果を達成できるようにしています。

この科学研究成果の概要は、バイオメディカル、マイクロメカニクス、マイクロ流体、バイオニクス、メタマテリアル、新素材、新エネルギー、テラヘルツなどの分野における科学研究成果を網羅しています。これは科学研究活動の包括的なレビューであるだけでなく、将来の科学研究の動向を視覚的に予測するものでもあります。

バイオメディカル

ウェアラブルマイクロニードルパッチ■ 掲載誌：Aggregate
■研究チーム：深圳大学蘇磊研究グループ ■DOI：10.1002/agt2.671

研究グループは、体内の組織液中のナトリウムイオンと尿酸値の変化を独立して検出できる、畳み込みニューラルネットワーク強化型スマートウェアラブルマイクロニードルアレイ比色センサーを開発しました。このセンサーは、紙ベースの比色検出システムと統合された負圧補助マイクロニードルアレイを利用して、効率的で非侵襲的な組織液の収集と分析を実現します。

研究チームはnanoArch® S140 3D印刷技術（PμSL）を使用してデュアルチャネル中空マイクロニードルアレイを印刷し、マイクロニードルの先端と中空チャネルの高精度印刷を実現し、検出性能、機械的強度、再利用性を確保しました。

ウェアラブルマイクロニードルアレイ比色センサー
感染創傷治療のための二層薬剤送達マイクロニードル■ 掲載誌：Chemical Engineering Journal
■研究チーム：中国科学技術大学精密機械工学科の徐暁栄教授、中国科学技術大学蘇州高等研究院の胡翔龍教授 ■DOI：10.1016/j.cej.2024.154076

研究チームは、PBとCURを同時に装填できる多機能マイクロニードルの開発に協力しました。研究チームは、MCF MicroArch® S230（精度：2μm）3Dプリント装置を使用して、マイクロコーン構造テンプレート（直径：50μm、高さ：40μm）の高精度プリントを実現し、金型回転技術を通じてPDMSモールドを準備しました。

このタイプのマイクロニードルは高湿度環境でも優れた性能を発揮し、CUR 薬剤層を充填することで薬剤送達の問題を解決し、将来の臨床応用に幅広い展望をもたらします。

多機能マイクロニードルの作製と形態

多機能ナノ粒子と生菌を組み合わせた二層マイクロニードルパッチ■ 掲載誌：Small
■研究チーム：武漢大学薬学部李偉教授の研究グループ ■DOI：10.1002/smll.202409121

李偉教授のチームは、アトピー性皮膚炎の長期治療のために、多機能ナノ粒子と生きた細菌を組み合わせた二重層マイクロニードルパッチを設計・開発しました。

マイクロニードルパッチは、MMF microArch® S240（精度：10μm）3Dプリント装置を使用して金型を加工し、PDMSモールド鋳造を使用して製造されます。この研究は、薬物送達の分野におけるマイクロニードルパッチの大きな可能性を実証するだけでなく、患者にとってより便利で効果的な治療法を提供します。

Bs/CET@PB MN パッチ

自己移植型被殻コア構造マイクロニードルパッチ■ 掲載誌：Small
■研究チーム：武漢大学薬学部李偉教授の研究グループ ■DOI：10.1002/smll.202310461

研究グループは、細菌性角膜炎の相乗治療を目的として、コアシェル構造の眼科用マイクロニードルパッチを設計した。マイクロニードルパッチには、pH 応答性の Ag@ZIF-8 NP と抗炎症薬および抗血管新生薬が含まれています。

マイクロニードルパッチは、BMF microArch® S240（精度：10μm）3Dプリント装置を使用して金型を加工し、その後PDMSで再成形することで作られており、細菌性角膜炎の治療に有望な方法を提供します。

コアシェルMNパッチの特性評価

トランスウェル統合オルガノイドチップ■ 掲載誌：Small
■研究チーム：中南大学湘雅病院皮膚科、中南大学機械電気工学学院、重慶大学三峡病院など ■DOI：10.1002/smll.202308525

この研究では、腫瘍の転移を評価するための腫瘍オルガノイドチップを紹介します。このチップは、人体内の腫瘍の成長と転移の生理学的プロセスをシミュレートし、患者の腫瘍細胞の浸潤能力と成長能力を効果的に評価することができます。

研究チームは、nanoArch® S140（精度：10μm）を使用してチップチャンバーの六角形ブラケットを作製し、レーザー切断技術を使用してチップ本体を製造しました。最終的に、トランスウェルユニットを統合したバイオニック腫瘍オルガノイドチップに組み立てられ、腫瘍転移の研究とそれに伴う腫瘍治療および薬物研究のための重要なツールを提供します。

トランスウェル統合腫瘍オルガノイドチップ

医療用テープをベースにした基質フリー可溶性有刺マイクロニードル■ Journal of Controlled Release
■研究チーム：北京大学李志宏教授の研究グループ ■DOI：10.1016/j.jconrel.2024.02.009

研究チームは、MMF microArch® S240（精度：10μm）を使用して3Dプリントマスターモールドを準備し、次にEcoflexを使用してネガティブモールドを準備しました。操作プロセスを最適化することで、最終的に医療用テープをベースにした可溶性の有刺マイクロニードルアレイを準備しました。

異なるバーブ構造の接着性を比較することにより、最終的に生体内実験に適したバーブ構造が選択されました。結果は、バーブ構造を備えたマイクロニードルアレイは、薬物送達中に浸透深度が深く、薬物送達効率が高いことを示しました。

プロセスフローチャートと完成デバイス図

ウェアラブル垂直グラフェンマイクロニードルバイオセンサー■ 掲載誌：Analytical Chemistry
■ 研究チーム：深圳大学の張雪冀、徐泰林、劉青州 ■ DOI：10.1021/acs.analchem.4c00960

研究チームは、間質ケトンとグルコースをリアルタイムで監視できるマイクロニードルベースのバイオセンサーを開発しました。これは、ケトン食を維持している人々の積極的な健康管理に使用できます。このバイオセンサーは、3D プリントされたマイクロニードルと垂直グラフェン電極で構成されており、間質液マーカーの二重検出を実現できます。

研究チームは、MMF nanoArch® S140（精度：10μm）を使用して、15.75mm×15.75mmサイズのマイクロニードルアレイを作製することに成功しました。この研究は、肥満、てんかん、糖尿病、アルツハイマー病などの病気の治療におけるケトン食の使用を促進するのに役立つだろう。

マイクロニードルバイオセンサーの概略図と画像

マイクロ流体
押し出しヘッドは繊維内部の周期構造を制御します。掲載先: Additive Manufacturing
■研究チーム：ウェストレイク大学工学部の周南佳氏のチーム ■DOI：10.1016/j.addma.2024.104234

ウェストレイク大学工学部の Nanjia Zhou 氏のチームは、制御可能な周期構造を持つ繊維を押し出すマルチマテリアル直接書き込みプロセスを使用し、空間的にプログラム可能な周期構造を持つ 3D オブジェクトを製造する押し出しヘッドを設計するためのモジュール戦略を提案しました。異なる機能を持つモジュールを、直列接続、並列接続、直並列接続などのさまざまな方法で接続して組み立てることで、層状構造やチェッカーボード構造のマルチマテリアルファイバーを作成できます。

押出ヘッドは、MMF nanoArch® P140とS140高精度DLP 3Dプリンター装置（精度：10μm）を統合して製造されています。モジュラープラットフォーム戦略により、押し出しヘッド設計の難しさが大幅に簡素化され、周期構造繊維の処理効率が向上します。

モジュラー式押出機と印刷構造

マイクロ流体音響キャビテーションデバイス■ ジャーナル: Nano Letters
■研究チーム：中南大学湘雅病院皮膚科、中南大学機械電気工学部芙蓉研究室など ■DOI：10.1021/acs.nanolett.4c02114

この研究では、流量比 (FRR) を変えずにリポソーム薬剤の粒度分布を正確に調整するのに役立つ、制御可能なマイクロ流体音響キャビテーション戦略を発明しました。

チームは、MMF nanoArch® S140 (精度: 10 μm) を使用してマイクロ流体ハイブリッドチップを製造しました。この方法で調製された異なる粒子サイズ分布を持つリポソーム薬剤は、腫瘍を有する動物と黒色腫患者由来のオルガノイドモデルにおいて異なる薬剤分布と抗腫瘍効果を示し、この方法が薬力学と薬物動態の調節に大きな応用可能性を秘めていることを明らかにしました。

マイクロ流体音響キャビテーションデバイス

アプタマー修飾リポソームプローブ■掲載誌：SENSOR ACTUAT B-CHEM
■研究チーム：中南大学の陳澤宇研究グループ ■DOI：10.1016/j.snb.2024.136538

この研究では、マイクロ流体技術を用いてアプタマー修飾リポソームプローブを調製し、それを過渡三重項差分光音響イメージングに適用する方法と結果を検討しました。この研究では、BMF nanoArch® S140 を使用して、低コストで効率的なマイクロ流体ハイブリッドチップを作成しました。

この新しいプローブは、がんの診断と治療への応用が期待されており、将来の生物医学イメージングプローブの開発に実現可能な低コストのソリューションを提供します。

マイクロ流体チップの設計

透析機能化マイクロ流体プラットフォーム■ 掲載誌：COLLOID SURFACE B
■研究チーム：中南大学陳澤宇教授の研究グループ ■DOI：10.1016/j.colsurfb.2024.113829

この研究では、リポソーム調製中の透析の精製プロセスを容易にする透析機能化マイクロ流体プラットフォームを発明しました。著者らは、3次元スパイラルマイクロミキシングチャネルとMDF nanoArch® S140を使用して、マイクロ流体ミキシングチップと透析チップを製造しました。

従来の透析法と比較して、DFMP で調製したリポソームは EE が高く、サイズ分布が狭いことが示されました。さらに、生体内光音響（PA）イメージングにより、調製されたリポソームの優れた性能が検証されました。

透析機能化マイクロ流体プラットフォーム

壁面マイクロミキサー■ ジャーナル: PHYSICS OF FLUIDS
■研究チーム：魯東大学の陳雪葉教授チーム ■DOI：10.1063/5.0239840

チームは協力して沿岸域のフラクタルベースの壁マイクロミキサーを開発し、リポソームの調製を正確に制御できるようになりました。本研究では、マイクロチャネル側壁のバッフル構造を混合ユニットとして利用し、互い違いの二重側壁交差配置レイアウトを採用することで、混合効率を大幅に向上させました。

研究チームは、MMF nanoArch® P150（精度：25μm）3Dプリント装置を使用し、マイクロチャネル構造の金型の高精度印刷を実現しました。この研究では、数値シミュレーションと実験を通じてその効率的な混合性能を検証し、リポソームの調製に適用し、バイオメディカル分野におけるマイクロ流体技術の応用に新たなアイデアと方法を提供しました。

PWFBマイクロミキサーの設計モデル

マイクロマシン
再構成可能なマルチレベル整流器■ 掲載誌：Advanced Science
■研究チーム：香港大学機械工学部のアラン・CH・ツァン教授のチーム ■DOI：10.1002/advs.202405641

研究チームは、再構成可能な段階的整流器と事前にプログラムされた静磁場を組み合わせることで、固体と液体の界面エネルギーを柔軟に制御できる、シンプルで調整可能な3次元液体操作パラダイムを提案しました。チームは、MMF microArch® S240（精度：10μm）3Dプリント装置を使用して整流器テンプレートを準備し、それを金型回転技術と組み合わせてサンプルを準備しました。

この新しいパラダイムは、簡素化されたシステムに基づいて、マルチモーダルで柔軟性が高く、簡単に拡張可能な液体操作をサポートします。外部フィールドのリアルタイム制御の必要性を排除するだけでなく、構造化されたインターフェースでの液体操作の可能性を大幅に高め、従来の液体操作の限界を打ち破り、次世代の液体検出装置、マイクロ流体デバイス、自動化された生化学プラットフォームなどのアプリケーションの基盤を築きます。

整流器の処理と特性評価

磁気制御フレキシブルアクチュエーター■ 掲載誌：Small
■研究チーム：清華大学深圳国際大学院の米勝麗教授の研究グループ ■DOI：10.1002/smll.202310009

研究チームは、ピクセルで組み立てられた磁気制御フレキシブルアクチュエーターの準備プロセスを報告しました。このプロセスは、低コストでリサイクル可能かつ再プログラム可能な磁気制御アクチュエーターを構築して、カスタマイズされた構造変形とバイオニックモーションを実現するために使用できます。

この研究で使用されたマイクロニードルアレイは、BFM の microArch® S230 (精度: 2μm) で作成されました。12 本のマイクロニードルが円形のベースに均等に分布しています。各ニードルは円錐形の牙型で、底部の直径は 250μm、高さは 450μm です。この研究では、スイッチバルブ制御、曲率調整、動的チップ構造、液体薬剤送達ロボットなどに使用できるマイクロ流体機能モジュールを統合します。

磁気制御フレキシブルアクチュエータのピクセル化アセンブリ

データ駆動型フレキシブル圧力センサーのリバースデザイン■ 掲載誌：PNAS
■研究チーム：南方科技大学の郭伝飛教授、香港大学の方玄来教授 ■DOI：10.1073/pnas.2320222121

研究チームは協力して、低次元モデルを導入して設計範囲を限定することで効率的な逆設計法を提案し、データのスクリーニング効率を向上させる「ジャンプ選択」法を提案しました。チームは、MMF nanoArch® S130（精度：2μm）3Dプリント装置を使用して、設計された複雑な隆起構造テンプレート（最小横幅：10μm、高さ範囲：10〜73μm）の高精度プリントを実現しました。

さらに、設計された構造の線形応答は、さまざまな材料やテスト条件にも適用できるため、この方法の幅広い適用性と有効性が実証され、インテリジェントロボット、高度な医療、ヒューマンマシンインターフェースなど、さまざまなアプリケーションシナリオのデバイス設計に対する技術的アプローチが提供されます。

フレキシブル圧力センサーの順方向および逆方向の設計方法

高感度・広帯域イオン化圧力センサ■掲載誌：Journal of Colloid and Interface Science
■研究チーム：杭州師範大学材料化学工学学院の朱玉田教授チーム ■オリジナルリンク：10.1016/j.jcis.2024.04.191

研究チームは、Maimang のバイオニック多層構造設計に基づいて、高感度かつ広範囲のイオン電気圧力センサーを開発しました。小麦芒の層状構造は、Mofang microArch® S240（精度：10μm）3Dプリント装置を使用して金型を加工し、その後ポリビニルアルコール（PVA）/リン酸（H3PO4）で再成形することによって作成されました。

このセンサーは透明なスマートブレスレットやスマートウィンドウに設計することができ、健康モニタリング、ウェアラブル電子デバイス、電子皮膚への応用が期待されています。

音響応答型スマートマイクロニードルの概略図

要約する
2025年、モロッコは市場の需要を重視し、サービスの最適化を中核とし、革新的な技術を原動力として、自動化、インテリジェンス、グリーン化の新たな運用体験を顧客に提供し、多方面で新たな協力の機会を模索し、先進製造業の高品質で持続可能な発展を促進するために協力することに尽力します。

以降の章では、バイオニクス、メタマテリアル、新素材、テラヘルツ、新エネルギー、マイクロナノ製造アプリケーションという 6 つの分野における科学的研究結果について引き続き説明します。モロッコは、皆様が引き続き私たちの発展に注目し、科学の進歩と革新における画期的な進歩を共に目撃していただくよう、心からお願い申し上げる次第です。

MF Precisionの2024年科学研究論文概要（第1部）

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