JP2020121531A - Method for manufacturing three-dimensional structure - Google Patents

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Abstract

To provide a three-dimensional modeling method that has a high degree of freedom of an acceptive liquid, is more convenient, and has a low risk of failure.SOLUTION: A three-dimensional modeling method comprises steps of: adding a solution B that reacts with an acceptive liquid A to be a gel onto a liquid surface of the acceptive liquid A, to form a base layer; and laminating gels formed by dropping a solution C that reacts with the acceptive liquid A to be a gel on the base layer, to form a three-dimensional structure.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、三次元構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional structure.

三次元構造体の製造方法として、例えば、特許文献1および2、並びに非特許文献1のようにマイクロビーズを用いた従来技術が挙げられる。 As a method for manufacturing a three-dimensional structure, for example, there are conventional techniques using microbeads as in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1.

特許文献1には、ゲル形成性A液を、前記A液と接触するとゲルを生成するゲル形成性B液(受容液)を有する水槽に噴射位置を変えながら噴射することで、次々にゲルマイクロビーズが癒着した三次元構造体を製造する方法が開示されている。 In Patent Document 1, by injecting the gel-forming liquid A into a water tank having a gel-forming liquid B (receptive liquid) that forms a gel when contacted with the liquid A, while changing the injection position, gel microsequentially occurs. A method of making a three-dimensional structure with adhered beads is disclosed.

特許文献2には、熱源上に配置された基体上に、細胞とポリマー粒子とを含む組成物を配し、温度変化により前記組成物をゾル状態からゲル状態に変化させることを繰り返して三次元細胞集合体を製造する方法が開示されている。 In Patent Document 2, a composition containing cells and polymer particles is placed on a substrate placed on a heat source, and the composition is repeatedly changed from a sol state to a gel state by a temperature change to form a three-dimensional structure. A method of making a cell aggregate is disclosed.

また、非特許文献1には、3Dバイオプリンタを用いて、垂直方向に移動可能なエレベータステージ上にゲルを積層する方法が開示されている。 Also, Non-Patent Document 1 discloses a method of stacking gel on an elevator stage that is vertically movable by using a 3D bioprinter.

特開2008−126459号公報JP, 2008-126459, A 特開2016−111988号公報JP, 2016-111988, A

International Journal of Bioprinting(2016)-Volume 2,Issue 2,p.153-162International Journal of Bioprinting(2016)-Volume 2, Issue 2, p.153-162

しかし、上述のような従来技術には改善の余地があった。例えば、特許文献1では、三次元構造体を形成するゲルは受容液中で固定されていない。そのため、受容液中に形成されたゲルは容易に移動し、それゆえ、目的の形状を有する3次元構造体を形成することが困難になる恐れがある。また、受容液中のゲルの移動を防ぐために、増粘剤を用いて受容液を高粘度にして流動を抑えると、植物細胞または動物細胞を使用した三次元構造体を作製する場合に、細胞培養の阻害要因となり得る。 However, there is room for improvement in the above-mentioned conventional techniques. For example, in Patent Document 1, the gel forming the three-dimensional structure is not fixed in the receiving liquid. Therefore, the gel formed in the receiving liquid may easily move, and thus it may be difficult to form a three-dimensional structure having a desired shape. Further, in order to prevent the migration of gel in the receptive liquid, if a thickener is used to make the receptive liquid highly viscous to suppress the flow, when a three-dimensional structure using plant cells or animal cells is produced, It can be a factor that inhibits culture.

特許文献2では、三次元細胞集合体の積層面が熱源より離れすぎると、ポリマー粒子を含む組成物がゲル化しにくくなり、嵩高い積層体を作ることが困難である。一方、ポリマー粒子を含む組成物を滴下するインクジェットノズルが熱源に近すぎると、滴下する前に組成物がゲル化してしまう恐れがあるため、インクジェットノズルと積層面とが一定の距離離れることになる。しかし、この場合、滴下する組成物が飛翔中に風等の影響を受け、着弾位置がずれてしまう。加えて、加熱により組成物に含まれる細胞がダメージを受ける可能性も否定できない。 In Patent Document 2, if the laminated surface of the three-dimensional cell aggregate is too far from the heat source, the composition containing the polymer particles is unlikely to gel, and it is difficult to form a bulky laminated body. On the other hand, if the inkjet nozzle for dropping the composition containing the polymer particles is too close to the heat source, the composition may gel before dropping, so that the inkjet nozzle and the laminated surface are separated by a certain distance. .. However, in this case, the composition to be dropped is affected by wind or the like during flight, and the landing position is displaced. In addition, it cannot be denied that the cells contained in the composition may be damaged by heating.

また、非特許文献1は、エレベータステージを動かす際に受容液が流動するため、造形精度が低下し得る。また、受容液の流動が落ち着くまでに一定の時間を要し、作業効率が悪い。加えて、3Dバイオプリンタの構造上、受容液が漏れるリスクがあり、装置の故障につながる恐れもある。 Further, in Non-Patent Document 1, since the receiving liquid flows when the elevator stage is moved, the modeling accuracy may be reduced. Further, it takes a certain amount of time for the flow of the receiving liquid to settle down, resulting in poor work efficiency. In addition, due to the structure of the 3D bioprinter, there is a risk of leakage of the receiving liquid, which may lead to device failure.

本発明の一態様は、受容液の自由度が高く、より簡便かつ装置の故障リスクの低い、三次元構造体の製造方法を提供することを目的とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a three-dimensional structure that has a high degree of freedom of the receiving liquid, is simpler, and has a low risk of device failure.

上記の課題を解決するために、鋭意研究を行った結果、前記受容液Aと、受容液Aと反応してゲル化する溶液とを用いて形成した下地層上に、ゲルを積層することによって、任意の三次元構造体を簡便に得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。本発明は、以下の態様を含む。 In order to solve the above problems, as a result of earnest research, as a result of laminating a gel on an underlayer formed by using the receiving solution A and a solution which reacts with the receiving solution A to gel. The inventors have found that an arbitrary three-dimensional structure can be easily obtained, and completed the present invention. The present invention includes the following aspects.

<1>受容液Aの液面に、受容液Aと反応してゲル化する溶液Bを添加して下地層を形成する下地層形成工程と、前記下地層の上に、受容液Aと反応してゲル化する溶液Cを滴下することにより形成されるゲルを積層して、三次元構造体を形成する造形工程とを含む、三次元構造体の製造方法。 <1> An underlayer forming step of forming a underlayer by adding a solution B which reacts with the receiving solution A to gel on the liquid surface of the receiving solution A, and reacting with the receiving solution A on the underlayer. And a gel forming step of forming a three-dimensional structure by stacking gels formed by dropping the solution C that gels.

<2>前記下地層形成工程において、前記受容液Aの液面に対して前記溶液Bをインクジェットで塗布することによって前記下地層を形成する、<1>に記載の三次元構造体の製造方法。 <2> The method for producing a three-dimensional structure according to <1>, wherein in the underlying layer forming step, the underlying layer is formed by applying the solution B to the liquid surface of the receiving liquid A by inkjet. ..

<3>前記下地層形成工程において、前記受容液Aの液面に、前記溶液Bをスプレー塗布することによって前記下地層を形成する、<1>に記載の三次元構造体の製造方法。 <3> The method for producing a three-dimensional structure according to <1>, wherein in the underlayer forming step, the underlayer is formed by spray-coating the solution B on the liquid surface of the receiving liquid A.

<4>前記下地層の、鉛直上方から見た面積が、目的の形状を有する三次元構造体と前記下地層とが接する面積よりも大きい、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の三次元構造体の製造方法。 <4> In any one of <1> to <3>, the area of the underlying layer viewed from above vertically is larger than the area where the three-dimensional structure having the desired shape and the underlying layer are in contact with each other. A method for producing the three-dimensional structure described.

<5>前記下地層の、鉛直上方から見た形状が正多角形または円である、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の三次元構造体の製造方法。 <5> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <1> to <4>, in which the shape of the underlying layer viewed from above vertically is a regular polygon or a circle.

<6>前記下地層形成工程において、鉛直上方から見た下地層のアスペクト比が1:2以下となるように前記溶液Bを添加する、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の三次元構造体の製造方法。 <6> In the underlayer forming step, the solution B is added so that the aspect ratio of the underlayer as viewed from above vertically is 1:2 or less. <1> to <5> Manufacturing method of the three-dimensional structure.

<7>前記下地層には、三次元構造体を構成するゲルの直径よりも小さい孔が形成されている、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の三次元構造体の製造方法。 <7> Manufacture of the three-dimensional structure according to any one of <1> to <6>, in which pores having a diameter smaller than the diameter of the gel forming the three-dimensional structure are formed in the underlayer. Method.

<8>前記下地層の比重が前記受容液Aの比重よりも小さい、<1>〜<7>のいずれか1つに記載の三次元構造体の製造方法。 <8> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <1> to <7>, in which the specific gravity of the underlayer is smaller than the specific gravity of the receiving liquid A.

<9>前記造形工程の後に前記下地層を除去する下地層除去工程を含む、<1>〜<8>のいずれか1つに記載の三次元構造体の製造方法。 <9> The method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of <1> to <8>, which includes an underlayer removing step of removing the underlayer after the modeling step.

<10>前記溶液Bが、前記溶液Cと異なる組成である、<9>に記載の三次元構造体の製造方法。 <10> The method for producing a three-dimensional structure according to <9>, wherein the solution B has a composition different from that of the solution C.

<11>前記三次元構造体が細胞を含有する、<1>〜<10>のいずれか1つに記載の三次元構造体の製造方法。
<12>前記三次元構造体が含有する細胞が植物細胞である、<11>に記載の三次元構造体の製造方法。
<11> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <1> to <10>, in which the three-dimensional structure contains cells.
<12> The method for producing a three-dimensional structure according to <11>, wherein the cells contained in the three-dimensional structure are plant cells.

本発明の一態様によれば、受容液の自由度が高く、より簡便かつ故障リスクの低い三次元造形方法を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a three-dimensional modeling method that has a high degree of freedom in the receiving liquid, is simpler, and has a low risk of failure.

本発明に係る三次元構造体の製造方法における工程の一例を表す概略図である。It is a schematic diagram showing an example of a process in a manufacturing method of a three-dimensional structure concerning the present invention. (a)は、参考例1におけるインクジェットヘッドの移動方向を示した図であり、(b)は参考例1において形成された下地層を撮影した画像を示した図である。(A) is a diagram showing the moving direction of the inkjet head in Reference Example 1, and (b) is a diagram showing an image of the underlayer formed in Reference Example 1. (a)は、参考例2におけるインクジェットヘッドの移動方向を示した図であり、(b)は参考例2において形成された下地層を撮影した画像を示した図である。(A) is a figure which showed the moving direction of the inkjet head in the reference example 2, (b) is a figure which showed the image which image|photographed the base layer formed in the reference example 2. (a)は、参考例3におけるインクジェットヘッドの移動方向を示した図であり、(b)は参考例3において形成された下地層を撮影した画像を示した図である。(A) is a figure which showed the moving direction of the inkjet head in the reference example 3, (b) is a figure which showed the image which image|photographed the base layer formed in the reference example 3. FIG. (a)〜(d)は、参考例4におけるインクジェットヘッドの移動手順を示した図である。(A)-(d) is the figure which showed the movement procedure of the inkjet head in the reference example 4. 実施例1におけるインクジェットヘッドの移動方向を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a moving direction of an inkjet head in Embodiment 1. 実施例1において形成された三次元構造体を撮影した画像を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing an image obtained by photographing a three-dimensional structure formed in Example 1. 実施例2におけるインクジェットヘッドの移動方向を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a moving direction of an inkjet head in Embodiment 2. 実施例2において形成された三次元構造体を撮影した画像を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing an image obtained by photographing a three-dimensional structure formed in Example 2. 実施例3におけるインクジェットヘッドの移動方向を示した図である。FIG. 11 is a diagram showing a moving direction of an inkjet head in Example 3. 実施例3において形成された三次元構造体を撮影した画像を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing an image obtained by photographing a three-dimensional structure formed in Example 3; (a)〜(f)は、実施例4におけるインクジェットヘッドの移動手順を示した図である。(A)-(f) is the figure which showed the movement procedure of the inkjet head in Example 4.

本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定にされるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。 One embodiment of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to this. The present invention is not limited to the respective configurations described below, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and the technical means disclosed in different embodiments and examples, respectively. Embodiments and examples obtained by appropriately combining the above are also included in the technical scope of the present invention. Further, all the academic documents and patent documents described in the present specification are incorporated herein by reference.

また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A〜B」は、「A以上B以下」を意図する。図面において、X軸、Y軸、Z軸は、三次元空間における方向を規定している。X軸、Y軸は水平方向を表し、X軸とY軸とは直交する。Z軸はXY平面に対して垂直な方向を表す。 Unless otherwise specified in this specification, “A to B” indicating a numerical range means “A or more and B or less”. In the drawing, the X axis, Y axis, and Z axis define the directions in the three-dimensional space. The X axis and the Y axis represent the horizontal direction, and the X axis and the Y axis are orthogonal to each other. The Z axis represents the direction perpendicular to the XY plane.

〔1.三次元構造体の製造方法〕
本発明の一実施形態に係る三次元造形方法は、受容液Aの液面に、受容液Aと反応してゲル化する溶液Bを添加して下地層を形成する下地層形成工程と、前記下地層の上に、受容液Aと反応してゲル化する溶液Cを滴下することにより形成されるゲルを積層して、三次元構造体を形成する造形工程とを含む。
[1. Method for manufacturing three-dimensional structure]
The three-dimensional modeling method according to one embodiment of the present invention includes a base layer forming step of forming a base layer by adding a solution B which reacts with the receiving liquid A and gels to the liquid surface of the receiving liquid A, and A modeling step of forming a three-dimensional structure by laminating a gel formed by dropping a solution C which reacts with the receiving solution A and gels on the underlayer.

<受容液A、溶液Bおよび溶液C>
本発明の一実施形態に係る溶液Bおよび溶液Cは、受容液Aと反応してゲル化する溶液である。すなわち、溶液Bまたは溶液Cの液滴を受容液Aに滴下すると、当該液滴の表面にゲル被膜が形成される。これにより、ゲルが形成される。本明細書において、溶液Bは、下地層を形成するために使用される溶液を表し、溶液Cは、三次元構造体を造形するために使用される溶液を表す。前記溶液Bは、前記溶液Cと同じ溶液であっても、異なる溶液であってもよい。
<Receiving liquid A, solution B and solution C>
The solution B and the solution C according to one embodiment of the present invention are solutions that react with the receiving solution A and gelate. That is, when a droplet of the solution B or the solution C is dropped on the receiving liquid A, a gel film is formed on the surface of the droplet. This forms a gel. In the present specification, the solution B represents a solution used to form the underlayer, and the solution C represents a solution used to form a three-dimensional structure. The solution B may be the same solution as the solution C or a different solution.

受容液Aと溶液Bまたは溶液Cとの組み合わせとして、アルカリ土類金属塩の水溶液とアルギン酸塩水溶液;カルシウム塩、トロンビンおよびフィブリノーゲンのうち、2成分を含む水溶液と残りの1成分を含む水溶液;ポリビニルアルコール水溶液とホウ酸水溶液;塩化ナトリウム水溶液とペプチドハイドロゲル形成性ペプチド水溶液;温水と昇温時ゲル化型熱可逆ハイドロゲル形成性親水性高分子水溶液等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。細胞を含有する三次元構造体を形成する場合には生物親和性等の観点から、受容液Aと溶液Bまたは溶液Cとの組み合わせは、アルカリ土類金属塩の水溶液およびアルギン酸塩であることが好ましい。 As a combination of the receiving solution A and the solution B or the solution C, an aqueous solution of an alkaline earth metal salt and an aqueous solution of alginate; an aqueous solution containing two components of calcium salt, thrombin and fibrinogen and an aqueous solution containing the remaining one component; polyvinyl. Examples include, but are not limited to, an aqueous alcohol solution and an aqueous boric acid solution; an aqueous sodium chloride solution and an aqueous peptide hydrogel-forming peptide solution; warm water and an aqueous gelling-type thermoreversible hydrogel-forming hydrophilic polymer aqueous solution. is not. In the case of forming a three-dimensional structure containing cells, the combination of the receiving solution A and the solution B or the solution C is an aqueous solution of an alkaline earth metal salt and an alginate from the viewpoint of biocompatibility and the like. preferable.

例えば、前記アルカリ土類金属塩として塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化ストロンチウム等が挙げられる。前記アルギン酸塩としてアルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム等が挙げられる。アルカリ土類金属塩の水溶液とアルギン酸塩水溶液との反応により得られたゲルは、アルギン酸のアルカリ土類金属塩を含む。アルギン酸のアルカリ土類金属塩としては、例えば、アルギン酸カルシウム、アルギン酸バリウム、アルギン酸ストロンチウム、アルギン酸マグネシウム等が挙げられる。 Examples of the alkaline earth metal salt include calcium chloride, barium chloride, magnesium chloride and strontium chloride. Examples of the alginate include sodium alginate and potassium alginate. The gel obtained by the reaction between an aqueous solution of an alkaline earth metal salt and an aqueous solution of alginate contains an alkaline earth metal salt of alginic acid. Examples of the alkaline earth metal salt of alginic acid include calcium alginate, barium alginate, strontium alginate, magnesium alginate and the like.

なお、前記のような組み合わせにおいて、どちらを受容液A、どちらを溶液Bまたは溶液Cにしても構わないが、溶液Bまたは溶液Cを滴下する際の利便性の観点から、粘度の低い溶液を溶液Bまたは溶液Cとする方が好ましい。 In the above combination, it does not matter which is the receiving liquid A and which is the solution B or the solution C, but from the viewpoint of convenience when the solution B or the solution C is dropped, a solution having a low viscosity is selected. Solution B or solution C is preferred.

本発明の一実施形態では、上述のようにゲル化する溶液の組み合わせを用いる手法、すなわち、温度変化を伴わないゲル化を容易に行う手法を用いることにより、細胞へのダメージを排除できる。なお、特許文献2と同様に温度変化によりゾル−ゲル変化する材料としては、寒天(90℃)、ゼラチン(50〜60℃)、カラギナン(70℃)、ペクチン(80℃)、ジェランガム(90℃)、キサンタンガム+ローカストビーンガム(80℃)、タマリンドシードガム(85℃)、カードラン(50℃)等が挙げられる。前記括弧内の数字は溶解温度である。 In one embodiment of the present invention, damage to cells can be eliminated by using a method of using a combination of gelling solutions as described above, that is, a method of easily performing gelation without temperature change. In addition, as a material which changes sol-gel by temperature change similarly to Patent Document 2, agar (90° C.), gelatin (50 to 60° C.), carrageenan (70° C.), pectin (80° C.), gellan gum (90° C.). ), xanthan gum+locust bean gum (80° C.), tamarind seed gum (85° C.), curdlan (50° C.) and the like. The numbers in the parentheses are melting temperatures.

アルカリ土類金属イオンの濃度は、細胞を含有する三次元構造体を形成する場合には培養時に細胞に与える影響を抑制する観点から、30〜1,500mMであることが好ましく、45〜1,000mMであることがより好ましい。また、アルギン酸塩の濃度は、特に限定されないが、高粘度化による取り扱い性低下抑制の観点から、0.5重量%〜1.5重量%であることが好ましい。 The concentration of the alkaline earth metal ion is preferably 30 to 1,500 mM, from the viewpoint of suppressing the effect on cells during culture when forming a three-dimensional structure containing cells, and 45-1, More preferably, it is 000 mM. The concentration of the alginate is not particularly limited, but it is preferably 0.5% by weight to 1.5% by weight from the viewpoint of suppressing deterioration in handleability due to high viscosity.

受容液A、溶液Bおよび/または溶液Cは、上述した成分の他に浸透圧調製剤、pH調整剤等を含んでいてもよい。 The receiving liquid A, the solution B, and/or the solution C may contain an osmotic pressure adjusting agent, a pH adjusting agent and the like in addition to the above-mentioned components.

浸透圧調製剤としては、例えば、マンニトール、ソルビトール等が挙げられる。 Examples of the osmotic pressure adjusting agent include mannitol, sorbitol and the like.

pH調整剤としては、例えば、2−モルホリノエタンスルホン酸(以降MESと省略)、リン酸緩衝液等が挙げられる。なお、一般的に細胞の培養に適したpHの範囲は5.5〜6程度である。 Examples of the pH adjusting agent include 2-morpholinoethanesulfonic acid (hereinafter abbreviated as MES), phosphate buffer, and the like. The pH range suitable for cell culture is generally about 5.5 to 6.

<下地層形成工程>
下地層形成工程は、受容液Aの液面に、受容液Aと反応してゲル化する溶液Bを添加して下地層を形成する工程である。本発明の一実施形態において、目的の三次元構造体を形成する前に、前記受容液Aの液面に下地層を形成する。具体的には、水槽に受容液Aを満たし、前記受容液Aの液面に対して、前記溶液Bを接触させる。溶液Bは受容液Aと反応し、その結果、ゲルが形成される。これにより、ゲルから構成された下地層を形成することができる。
<Underlayer forming step>
The base layer forming step is a step of forming a base layer by adding a solution B which reacts with the receiving liquid A and gels to the liquid surface of the receiving liquid A. In one embodiment of the present invention, a base layer is formed on the liquid surface of the receiving liquid A before forming the target three-dimensional structure. Specifically, the water tank is filled with the receiving liquid A, and the solution B is brought into contact with the liquid surface of the receiving liquid A. Solution B reacts with receiving solution A, resulting in the formation of a gel. As a result, a base layer made of gel can be formed.

下地層を形成することにより、受容液の粘度を高粘度にしたり、受容液を有する水槽内にエレベータステージを設置したりすることなく、三次元構造体を保持できるため、三次元構造体の造形精度を高めることができる。また、エレベータステージの昇降に伴う受容液の流動がないため、プロセス時間が長くなることはない。さらに、エレベータステージがないため、液漏れのリスクもない。また、エレベータステージがないため、装置のコストも抑制することができる。 By forming the underlayer, the three-dimensional structure can be held without increasing the viscosity of the receiving liquid or installing an elevator stage in the water tank containing the receiving liquid. The accuracy can be increased. Further, since the receiving liquid does not flow when the elevator stage moves up and down, the process time does not become long. Furthermore, since there is no elevator stage, there is no risk of liquid leakage. Further, since there is no elevator stage, the cost of the device can be suppressed.

図1は、本発明の三次元構造体の製造方法における工程の一例を表した概略図である。図1の(a)および(f)は、下地層形成工程の一例を表す。 FIG. 1 is a schematic view showing an example of steps in the method for manufacturing a three-dimensional structure of the present invention. 1A and 1F show an example of a base layer forming step.

受容液Aの液面に対して、溶液Bを接触させる方法は特に限定されない。受容液Aの液面に、溶液Bをスプレー塗布することによって下地層を形成(以下、「スプレー方式」とも称する)してもよい。または、受容液Aの液面に対して溶液Bをインクジェットで塗布することによって下地層を形成(以下、「インクジェット方式」とも称する)してもよい。 The method of bringing the solution B into contact with the liquid surface of the receiving liquid A is not particularly limited. An underlayer may be formed (hereinafter, also referred to as a “spray method”) by spray-coating the solution B on the liquid surface of the receiving liquid A. Alternatively, the underlayer may be formed by applying the solution B to the liquid surface of the receiving liquid A by inkjet (hereinafter, also referred to as “inkjet method”).

例えば、図1の(a)は、水槽に満たされた受容液A1の液面に、スプレーノズル2を用いて、受容液A1と反応してゲル化する溶液B3をスプレー塗布する下地層形成工程を示す。このとき、所望の大きさの下地層を形成するために、溶液B3が塗布される範囲を制御するマスク4を介して、溶液B3をスプレー塗布することが好ましい。図1の(b)は、下地層形成工程において形成された下地層を表す。受容液A1と反応した受容液B3は、ゲル化し下地層5を形成する。下地層5は、受容液A1の液面付近に形成される。マスクの開口形状によって下地層の形状を変更できる。 For example, FIG. 1A shows a step of forming a base layer in which a solution B3 which reacts with the receiving liquid A1 and gels is spray-coated on the liquid surface of the receiving liquid A1 filled in a water tank by using a spray nozzle 2. Indicates. At this time, in order to form a base layer of a desired size, it is preferable to spray-coat the solution B3 through the mask 4 that controls the range in which the solution B3 is applied. FIG. 1B shows the underlayer formed in the underlayer forming step. The receiving liquid B3 that has reacted with the receiving liquid A1 gels to form the underlayer 5. The underlayer 5 is formed near the liquid surface of the receiving liquid A1. The shape of the underlayer can be changed depending on the opening shape of the mask.

または、図1の(f)のように、水槽に満たされた受容液A1の液面に、インクジェット6を用いて、受容液A1と反応してゲル化する溶液B3を添加することによって下地層5を形成してもよい。このとき、インクジェットをX軸方向およびY軸方向に移動させながら溶液B3を滴下することが好ましい。 Alternatively, as shown in (f) of FIG. 1, by adding a solution B3 that gels by reacting with the receiving liquid A1 using an inkjet 6 to the liquid surface of the receiving liquid A1 filled in the water tank. 5 may be formed. At this time, it is preferable to drop the solution B3 while moving the inkjet in the X-axis direction and the Y-axis direction.

スプレー方式は、簡易に下地層を形成するのに適している。また、インクジェット方式では、着弾位置および噴霧量を詳細に制御できるため、下地層の構造および膜厚等の制御が容易である。例えば、インクジェット方式によれば、孔等を有する下地層を形成することが容易である。その他の溶液Bの滴下方法としては、例えば、接触式/非接触式の各種ディスペンサ法が挙げられる。下地層を任意の形状に形成できるため、インクジェット法または非接触式であるジェットディスペンサ法等が好ましい。 The spray method is suitable for easily forming the underlayer. Further, in the inkjet method, since the landing position and the spray amount can be controlled in detail, it is easy to control the structure and the film thickness of the underlayer. For example, according to the inkjet method, it is easy to form a base layer having holes and the like. Other methods of dropping the solution B include various contact/non-contact dispenser methods. An inkjet method or a non-contact jet dispenser method is preferable because the underlayer can be formed into an arbitrary shape.

溶液Bの吐出量および飛翔速度等は、溶液の組成等に応じて適宜調整すればよい。溶液Bの吐出量は、例えば、200〜700pLであってもよい。この場合、吐出された液滴の直径は70〜120μmであり得る。また、液滴の飛翔速度は1.5〜8m/sであってもよい。 The discharge amount and the flight speed of the solution B may be appropriately adjusted according to the composition of the solution and the like. The discharge amount of the solution B may be, for example, 200 to 700 pL. In this case, the diameter of the discharged droplet may be 70 to 120 μm. The flight speed of the liquid droplets may be 1.5 to 8 m/s.

下地層形成工程において、鉛直上方から見た前記下地層のアスペクト比が1:2以下となるように溶液Bを添加することが好ましい。下地層形成工程において、鉛直上方から見た前記下地層のアスペクト比を1:2以下に保ったまま溶液Bを添加することがさらに好ましい。すなわち、下地層のXY平面におけるアスペクト比を小さく保ったまま下地層を形成することが好ましい。また、前記下地層は、アスペクト比の小さい形状であることが好ましい。下地層は、受容液Aの流動による影響を受けやすい。下地層のアスペクト比が大きい、すなわち、下地層が棒状などの形状であると、受容液Aの流動によって大きく変形する場合がある。アスペクト比を小さくすることで、受容液Aの流動の影響による下地層の変形を小さくすることができる。前記下地層のXY平面におけるアスペクト比は、例えば、1:2以下であることが好ましい。前記下地層のXY平面におけるアスペクト比1:2とは、例えば、球状のゲルが2個連結した場合を表す。アスペクト比1:2以下に保ったまま下地層を形成するには、球状のゲルを、同じ方向に連続して描画する場合、描画方向に連続して吐出する球状のゲルにより形成される長さが、描画方向と直交する方向の辺において既に形成されている球状のゲルの長さの2倍を超えないように描画することが好ましい。また、アスペクト比を小さく保ちながら所望の形状を有する下地層を形成するための方法の一例として、前記下地層を、中心部から外縁部に向かって形成する方法もある。 In the underlayer forming step, it is preferable to add the solution B such that the aspect ratio of the underlayer as viewed from above vertically is 1:2 or less. In the underlayer forming step, it is more preferable to add the solution B while keeping the aspect ratio of the underlayer as viewed from above vertically at 1:2 or less. That is, it is preferable to form the underlayer while keeping the aspect ratio of the underlayer on the XY plane small. Further, it is preferable that the underlayer has a shape with a small aspect ratio. The underlayer is easily affected by the flow of the receiving liquid A. If the underlayer has a large aspect ratio, that is, if the underlayer has a rod-like shape, it may be largely deformed by the flow of the receiving liquid A. By reducing the aspect ratio, the deformation of the underlayer due to the influence of the flow of the receiving liquid A can be reduced. The aspect ratio of the underlayer on the XY plane is preferably 1:2 or less, for example. The aspect ratio of the underlayer on the XY plane of 1:2 means, for example, a case where two spherical gels are connected. In order to form the underlayer while keeping the aspect ratio of 1:2 or less, when the spherical gel is continuously drawn in the same direction, the length formed by the spherical gel continuously discharged in the drawing direction However, it is preferable that the drawing is performed so as not to exceed twice the length of the spherical gel already formed on the side in the direction orthogonal to the drawing direction. Further, as an example of a method for forming a base layer having a desired shape while keeping the aspect ratio small, there is a method of forming the base layer from the central portion toward the outer edge portion.

前記下地層の、鉛直上方から見た形状、すなわちXY平面における形状は、正多角形または円であることが好ましい。前記下地層を正多角形または円のようにアスペクト比の小さい形状とすることで、下地層形成工程において、最後までアスペクト比を小さく保ったまま下地層を形成することができる。 The shape of the underlayer viewed from above vertically, that is, the shape on the XY plane is preferably a regular polygon or a circle. By forming the underlayer into a shape having a small aspect ratio such as a regular polygon or a circle, it is possible to form the underlayer while keeping the aspect ratio small in the underlayer forming step.

前記下地層は、三次元構造体を構成するゲルの直径よりも小さい孔が形成されていることが好ましい。下地層に孔を設けることにより、孔から受容液Aが染み出し、下地層の表面に受容液Aが供給される。よって、後述の造形工程において、溶液Cを下地層の上に滴下することで、溶液Cと受容液Aを接触させることができる。また、前記孔の大きさがゲルの直径より小さいことにより、滴下された溶液Cから形成されたゲルが孔を通り抜けることを防ぐことができる。 The underlayer preferably has pores smaller than the diameter of the gel forming the three-dimensional structure. By providing the holes in the underlayer, the receiving liquid A oozes out from the holes, and the receiving liquid A is supplied to the surface of the underlayer. Therefore, the solution C and the receiving liquid A can be brought into contact with each other by dropping the solution C on the underlayer in the modeling step described later. Further, since the size of the pores is smaller than the diameter of the gel, it is possible to prevent the gel formed from the dropped solution C from passing through the pores.

前記下地層の、鉛直上方から見た面積、すなわちXY平面における面積(以下、「下地層の面積」と称する)は、目的の形状を有する三次元構造体と前記下地層とが接する面積よりも大きいことが好ましい。下地層の面積が、目的の三次元構造体と前記下地層とが接する面積よりも大きいと、三次元構造体を十分に安定して保持することができる。ただし、下地層の面積が大きすぎると、ゲルを積層していく過程で、下地の端部がめくれて三次元構造体に巻き込まれる等の影響を及ぼすおそれがある。従って、下地層のXY平面における面積の8割以上が、目的の三次元構造体と接することが好ましい。 The area of the underlayer viewed from above in the vertical direction, that is, the area in the XY plane (hereinafter referred to as “area of the underlayer”) is larger than the area where the three-dimensional structure having the desired shape and the underlayer are in contact with each other. It is preferably large. If the area of the underlayer is larger than the area where the target three-dimensional structure and the underlayer contact, the three-dimensional structure can be held sufficiently stably. However, if the area of the underlayer is too large, the edge of the underlayer may be turned over during the process of stacking the gel, and the gel may be caught in the three-dimensional structure. Therefore, it is preferable that 80% or more of the area of the underlayer on the XY plane is in contact with the target three-dimensional structure.

前記下地層の比重は前記受容液Aの比重よりも小さいことが好ましい。下地層の比重を受容液Aの比重よりも小さくすることで、受容液Aの液面に下地層を配置することができる。 The specific gravity of the underlayer is preferably smaller than the specific gravity of the receiving liquid A. By setting the specific gravity of the underlayer to be smaller than the specific gravity of the receiving liquid A, the underlying layer can be arranged on the liquid surface of the receiving liquid A.

<造形工程>
造形工程は、前記下地層の上に、受容液Aと反応してゲル化する溶液Cを滴下することにより形成されるゲルを積層して、三次元構造体を形成する工程である。下地層は受容液Aの液面付近に存在している。従って、下地層に向かって溶液Cを滴下することにより、溶液Cと受容液Aが接触する。溶液Cは受容液Aと反応し、その結果、ゲルが形成される。そして、これを繰り返すことにより、ゲルを積層して、三次元構造体を形成することができる。
<Modeling process>
The modeling step is a step of forming a three-dimensional structure by laminating a gel formed by dropping a solution C which reacts with the receiving liquid A and gels on the underlayer. The underlayer exists near the liquid surface of the receiving liquid A. Therefore, by dropping the solution C toward the base layer, the solution C and the receiving solution A come into contact with each other. Solution C reacts with receiving solution A, resulting in the formation of a gel. Then, by repeating this, the gels can be laminated to form a three-dimensional structure.

溶液Cを滴下する方法は、特に限定されないが、インクジェット方式またはディスペンサ方式が好ましい。これにより、着弾位置および噴霧量を制御することができるため、三次元構造体の形状を制御しやすい。 The method of dropping the solution C is not particularly limited, but an inkjet method or a dispenser method is preferable. This makes it possible to control the landing position and the amount of spray, which makes it easy to control the shape of the three-dimensional structure.

図1の(c)〜(e)は、三次元構造体を形成する造形工程の一例を表す。 1C to 1E show an example of a molding process for forming a three-dimensional structure.

図1の(c)は、受容液A1の液面付近に形成された下地層5の上に、インクジェット6を用いて、受容液A1と反応してゲル化する溶液C7を滴下して、三次元構造体8の第1層目を形成する工程を示す。このとき、図1の(f)の場合と同様に、インクジェット6をX軸方向およびY軸方向に移動させながら受容液C7を滴下することが好ましい。下地層5は受容液A1の液面付近に形成されている。下地層5の上に溶液C7を滴下することで、下地層5がわずかに受容液A1中に沈み込み、溶液C7は受容液A1と接触して反応し、ゲル化する。そして、形成されたゲルを積層することによって、三次元構造体8を形成することができる。三次元構造体8は下地層5上に保持されるため、ゲルを所望の位置に形成することができる。それゆえ、造形精度を向上させることができる。図1の(d)は、三次元構造体の第1層目の積層が完了した状態を示す。図1の(e)は、図1の(c)に引き続き、三次元構造体8の第2層目以降を形成する工程を示す。第2層目以降も溶液Cを滴下するたびに下地層を徐々に受容液内に押し込むことができるため、次々にゲルを積層させることができる。 In FIG. 1C, a solution C7 which reacts with the receiving liquid A1 and gels is dropped using an ink jet 6 onto the underlayer 5 formed near the liquid surface of the receiving liquid A1 to form a tertiary solution. The process of forming the first layer of the original structure 8 is shown. At this time, similarly to the case of FIG. 1F, it is preferable to drop the receiving liquid C7 while moving the inkjet 6 in the X-axis direction and the Y-axis direction. The underlayer 5 is formed near the liquid surface of the receiving liquid A1. By dropping the solution C7 on the underlayer 5, the underlayer 5 slightly sinks into the receiving solution A1, and the solution C7 reacts with the receiving solution A1 to react and gel. Then, the three-dimensional structure 8 can be formed by stacking the formed gels. Since the three-dimensional structure 8 is held on the underlayer 5, the gel can be formed at a desired position. Therefore, the modeling accuracy can be improved. FIG. 1D shows a state where the lamination of the first layer of the three-dimensional structure is completed. 1E shows a step of forming the second and subsequent layers of the three-dimensional structure 8 subsequent to FIG. 1C. Since the base layer can be gradually pushed into the receiving liquid each time the solution C is dropped in the second layer and thereafter, gels can be laminated one after another.

インクジェット方式またはディスペンサ方式における、溶液Cを吐出するためのノズル径は、適宜決定される。例えば、溶液Cが植物細胞を含む場合、植物細胞の大きさは、約20〜50μm程度であるため、ノズル径が60μm以上であれば、ノズルが詰まるリスクを低減できる。例えば、ノズル径は60〜150μmであってもよい。 The nozzle diameter for ejecting the solution C in the inkjet method or the dispenser method is appropriately determined. For example, when the solution C contains plant cells, the size of the plant cells is about 20 to 50 μm, and therefore, if the nozzle diameter is 60 μm or more, the risk of nozzle clogging can be reduced. For example, the nozzle diameter may be 60 to 150 μm.

ピコリットル〜ナノリットル単位の溶液Cを吐出できるという観点からは、インクジェット方式が好ましい。インクジェット方式としては、ピエゾ方式を用いることが好ましい。ピエゾ方式では、電圧を加えて圧電素子を変形させる。これにより生じた圧力によって、溶液を吐出する。吐出されるインクの液滴サイズを、電気パルス信号によって均一に制御できるという観点から、ピエゾ方式が好ましい。また、ピエゾ方式であれば、溶液を加熱するサーマル方式に比べて、細胞に与える影響が少ない。 The inkjet method is preferable from the viewpoint that the solution C in picoliter to nanoliter units can be discharged. A piezo method is preferably used as the inkjet method. In the piezo method, a voltage is applied to deform the piezoelectric element. The solution is discharged by the pressure generated by this. The piezo method is preferable from the viewpoint that the droplet size of the ejected ink can be uniformly controlled by an electric pulse signal. In addition, the piezo method has less effect on cells than the thermal method of heating a solution.

ディスペンサ方式として、例えばジェットディスペンサ方式を用いてもよい。ジェットディスペンサ方式も、インクジェット方式と同様に非接触であることから、繊細な細胞を用いた造形に適している。また、ジェットディスペンサ方式は、インクジェット方式と同様に比較的微量の液滴を安定して吐出できるという観点からも好ましい。 As the dispenser method, for example, a jet dispenser method may be used. The jet dispenser method is also non-contact like the ink jet method, and is therefore suitable for modeling using delicate cells. The jet dispenser method is also preferable from the viewpoint that a relatively small amount of liquid droplets can be stably ejected, as in the inkjet method.

溶液Cの吐出量および飛翔速度等は、溶液Bと同様に、溶液の組成等に応じて適宜調整すればよい。 The discharge amount, the flight speed, and the like of the solution C may be appropriately adjusted according to the composition of the solution and the like as in the case of the solution B.

本発明の一実施形態において、受容液Aを有する水槽は、垂直方向に移動可能な機構を水槽内部に有していない。非特許文献1では、形成したゲルの移動を防ぐために、エレベータステージにゲルを固着させることを開示している。本発明の一実施形態では、前記下地層によって、三次元構造体が保持され、かつ三次元構造体の造形過程で下地層は液中へと沈下していくため、前記垂直方向に移動可能な機構は不要である。また、受容液Aを高粘度にする必要がない為、細胞の培養に最適な受容液設計が可能となる。 In one embodiment of the present invention, the water tank containing the receiving liquid A does not have a vertically movable mechanism inside the water tank. Non-Patent Document 1 discloses that gel is fixed to an elevator stage in order to prevent migration of the formed gel. In one embodiment of the present invention, the three-dimensional structure is held by the base layer, and the base layer sinks into the liquid in the process of forming the three-dimensional structure, so that the base layer can move in the vertical direction. No mechanism is needed. Further, since it is not necessary to make the receiving solution A highly viscous, it is possible to design the receiving solution optimal for cell culture.

また、溶液Bの比重は溶液Cの比重よりも小さいことが好ましい。この場合、溶液Cを滴下した場合に下地層が受容液内に押し込まれやすい。よって、容易にゲルを積層させることができる。 Further, the specific gravity of the solution B is preferably smaller than that of the solution C. In this case, the base layer is easily pushed into the receiving liquid when the solution C is dropped. Therefore, the gel can be easily laminated.

本発明の一実施形態において、前記三次元構造体が細胞を含有してもよい。すなわち、三次元構造体を造形するために使用される溶液Cが細胞を含んでいてもよい。前記三次元構造体が含有する細胞は、植物細胞であってもよく、動物細胞であってもよい。 In one embodiment of the present invention, the three-dimensional structure may contain cells. That is, the solution C used for forming the three-dimensional structure may contain cells. The cells contained in the three-dimensional structure may be plant cells or animal cells.

前記細胞は、分化能を有する細胞、すなわち未分化の細胞であってもよく、特定の組織に分化した細胞であってもよく、またはその両方であってもよい。 The cells may be cells having a differentiation ability, that is, undifferentiated cells, cells differentiated into a specific tissue, or both.

分化能を有する植物細胞としては、例えば、脱分化細胞が挙げられる。脱分化細胞としては、植物組織から採取した細胞からカルスを得て、このカルスから得られた細胞等が挙げられる。植物組織としては、根、茎、葉、花弁、種子、胚、胚珠、子房、葯、花粉および成長点(茎頂分裂組織および根端分裂組織)等が挙げられる。また、これらの植物組織の細胞を、特定の組織に分化した細胞として用いることもできる。 Examples of plant cells having differentiating ability include dedifferentiated cells. Examples of dedifferentiated cells include cells obtained from callus obtained from cells collected from plant tissue. Examples of the plant tissue include roots, stems, leaves, petals, seeds, embryos, ovules, ovaries, anthers, pollen and growth points (stem apical meristems and root apical meristems). Further, cells of these plant tissues can also be used as cells differentiated into specific tissues.

分化能を有する動物細胞としては、例えば、人工多機能性幹細胞や胚性幹細胞等の幹細胞が挙げられる。特定の組織に分化した動物細胞としては、血管内皮細胞、繊維芽細胞、平滑筋細胞、赤血球、白血球、血小板、がん細胞、さらには、大腸菌、乳酸菌などの細菌(単細胞)等が挙げられる。 Examples of the animal cell having a differentiating ability include stem cells such as artificial multifunctional stem cells and embryonic stem cells. Animal cells differentiated into specific tissues include vascular endothelial cells, fibroblasts, smooth muscle cells, erythrocytes, leukocytes, platelets, cancer cells, and bacteria (single cells) such as Escherichia coli and lactic acid bacteria.

<下地層除去工程>
本発明の一実施形態にかかる三次元構造体の製造方法は、造形工程の後に前記下地層を除去する下地層除去工程を含んでもよい。別の一実施形態において、下地層を除去せずに、三次元構造体の一部としてもよい。
<Underlayer removal step>
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to an embodiment of the present invention may include an underlayer removal step of removing the underlayer after the modeling step. In another embodiment, the underlying layer may not be removed and may be part of the three-dimensional structure.

下地層を除去する方法は、特に限定されないが、例えば、下地層形成用の溶液Bとしてアルギン酸塩、受容液Aとして塩化カルシウム水溶液を用いた場合、アルカリ土類金属を補足するキレート剤により容易に下地層を除去することができる。 The method for removing the underlayer is not particularly limited. For example, when an alginate is used as the solution B for forming the underlayer and an aqueous calcium chloride solution is used as the receiving solution A, a chelating agent that supplements the alkaline earth metal can be used to facilitate the removal. The underlayer can be removed.

より容易に下地層を除去するためには、下地層の材料と三次元構造体の材料とが異なること、つまり、前記溶液Bが、前記溶液Cと異なる組成であることが好ましい。このとき、下地層は化学的に除去可能な材料とすることで、下地層のみを除去することができる。 In order to remove the underlayer more easily, it is preferable that the material of the underlayer and the material of the three-dimensional structure are different, that is, the solution B has a composition different from that of the solution C. At this time, only the underlayer can be removed by using a chemically removable material for the underlayer.

〔2.三次元構造体〕
本明細書において「三次元構造体」とは、複数のゲルを積層して造形された構造体である。三次元構造体の形状は、シート状、チューブ状、球状、多面体、錐体、それらの複合体等であってもよく、特に限定されない。
[2. Three-dimensional structure]
In the present specification, the “three-dimensional structure” is a structure formed by laminating a plurality of gels. The shape of the three-dimensional structure may be a sheet, a tube, a sphere, a polyhedron, a cone, a complex thereof, or the like, and is not particularly limited.

前記三次元構造体は、植物細胞または動物細胞を含んでいてもよく、細胞を含んでいなくてもよい。 The three-dimensional structure may or may not include plant cells or animal cells.

本発明の一実施形態において、三次元構造体が植物細胞を含んでいる場合、三次元構造体は、複数の植物細胞を積層して造形された構造体であり、目的とする植物体の概形に等しい形状に造形された構造体であることが好ましい。ここで、目的とする植物体は、根、茎および葉を備えた植物体全体であってもよく、一部の器官であってもよい。 In one embodiment of the present invention, when the three-dimensional structure contains a plant cell, the three-dimensional structure is a structure formed by stacking a plurality of plant cells, and the outline of the target plant is It is preferable that the structure has a shape equal to the shape. Here, the target plant may be the whole plant including roots, stems and leaves, or may be part of the organs.

本発明の一実施形態にかかる三次元構造体の製造方法によって、通常の生産方法によって生産された場合または自然条件によって生育した場合の形状と異なる形状を有する三次元構造体を造形することが可能となる。例えば、葉が大きい、葉の数が多い、または葉の配置が異なる三次元構造体により、光合成を効率的に行う植物体を得ることができる。また、根が太い、根が長い、根の数が多い、または茎が太い三次元構造体により、水分または養分の吸収力が高い植物体を得ることができる。 By the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the embodiment of the present invention, it is possible to form a three-dimensional structure having a shape different from the shape when produced by a normal production method or when grown under natural conditions. Becomes For example, a three-dimensional structure having large leaves, a large number of leaves, or different leaf arrangements makes it possible to obtain a plant that efficiently performs photosynthesis. Further, a three-dimensional structure having thick roots, long roots, a large number of roots, or thick stems makes it possible to obtain a plant body having a high absorbency of water or nutrients.

本発明の一実施形態において、三次元構造体が動物細胞を含んでいる場合、三次元構造体は、複数の動物細胞を積層して造形された構造体であり、目的とする器官、および臓器等の概形に等しい形状に造形された構造体であることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, when the three-dimensional structure includes animal cells, the three-dimensional structure is a structure formed by stacking a plurality of animal cells, and the target organ and organ It is preferable that the structure is formed in a shape equal to the general shape such as.

また、細胞を含んでいない三次元構造体を、細胞培養の足場として用いることもできる。このような三次元構造体上で細胞を培養することにより、所望の形状を有する植物体、器官、臓器等を形成してもよい。 Also, a three-dimensional structure containing no cells can be used as a scaffold for cell culture. By culturing cells on such a three-dimensional structure, a plant, organ, organ or the like having a desired shape may be formed.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but various modifications can be made within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments Is also included in the technical scope of the present invention.

以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.

〔参考例1:インクジェット方式による正方形(2cm×2cm)の下地層形成(1)〕
<材料>
受容液Aおよび溶液Bとして下記の溶液を用いた。なお、受容液Aおよび溶液BのpHはMES−KOHにより、いずれも5.8に調整している。
・受容液A:塩化カルシウム20mM水溶液(0.4Mマンニトール、15mM塩化マグネシウム、5mM MES−KOHを含む)
・溶液B:アルギン酸ナトリウム0.6重量%水溶液(0.4Mマンニトール、15mM塩化マグネシウム、5mM MES−KOHを含む)
<装置>
溶液Bの滴下には、受容液Aが満たされた容器を保持するための受容液容器保持ステージを有し、XY方向に移動可能であるステージ(以下、「XY自動ステージ」とも称する)にインクジェットヘッドを搭載したインクジェット装置を使用した。前記インクジェットヘッドとしては、ピエゾ方式の単ノズルのインクジェットヘッドを用いた。吐出のための開口部の直径が60μmであるノズルを用いた。
[Reference Example 1: Formation of Square (2 cm x 2 cm) Underlayer by Inkjet Method (1)]
<Material>
The following solutions were used as the receiving solution A and the solution B. The pH of each of the receiving liquid A and the solution B was adjusted to 5.8 with MES-KOH.
-Receptor A: calcium chloride 20 mM aqueous solution (0.4 M mannitol, 15 mM magnesium chloride, 5 mM MES-KOH is included)
Solution B: 0.6% by weight aqueous solution of sodium alginate (containing 0.4 M mannitol, 15 mM magnesium chloride, 5 mM MES-KOH)
<Device>
For dropping the solution B, an inkjet is provided on a stage (hereinafter, also referred to as “XY automatic stage”) that has a receiving liquid container holding stage for holding a container filled with the receiving liquid A and is movable in the XY directions. An inkjet device equipped with a head was used. As the ink jet head, a piezo type single nozzle ink jet head was used. A nozzle having an opening for discharge having a diameter of 60 μm was used.

<下地層の形成>
受容液Aを満たす容器としては、シャーレを用いた。上述のように調製した受容液Aが満たされたシャーレを、受容液容器保持ステージ上に配置する。インクジェット装置のXY自動ステージを図2の(a)に示す経路に沿って移動させながら、インクジェットヘッドから上述のように調製した溶液Bを受容液Aの液面に吐出した。インクジェットヘッドの溶液Bの吐出量を1滴当たり約350pLに設定した。このとき、溶液Bの液滴の直径は約87μmであり、飛翔速度は約4m/sであった。また、溶液Bを滴下する間隔は、X軸方向およびY軸方向ともに43μmとした。「滴下する間隔」とは、直前に滴下された液滴の中心から、次に滴下される液滴の中心までの距離のことである。43μmとは、溶液Bの液滴の半径とおよそ同じ距離であり、溶液Bの液滴を、隣り合う液滴同士が約半分ずつ重なるようにして連結させ、下地層を形成した。形成された下地層の厚さは約100μmであった。
<Formation of base layer>
A petri dish was used as a container for filling the receiving liquid A. The petri dish filled with the receiving liquid A prepared as described above is placed on the receiving liquid container holding stage. The solution B prepared as described above was discharged onto the liquid surface of the receiving liquid A from the inkjet head while moving the XY automatic stage of the inkjet device along the path shown in FIG. The discharge amount of the solution B from the inkjet head was set to about 350 pL per one drop. At this time, the diameter of the droplet of the solution B was about 87 μm, and the flight speed was about 4 m/s. The interval of dropping the solution B was 43 μm in both the X-axis direction and the Y-axis direction. The “dropping interval” is the distance from the center of the droplet dropped immediately before to the center of the droplet dropped next. 43 μm is approximately the same distance as the radius of the droplets of the solution B, and the droplets of the solution B were connected so that adjacent droplets overlap each other by about half, and the underlayer was formed. The thickness of the formed underlayer was about 100 μm.

図2の(b)は、形成された下地層を示す。若干変形しているが、正方形に近い下地層を形成することができた。図2の(a)のように下地層を形成した場合、下地層の形成開始後しばらくは、下地層のXY平面におけるアスペクト比が大きい。そのため、受容液の流動の影響を受けやすい。それゆえに下地層の形状が若干変形したと考えられる。 FIG. 2B shows the formed underlayer. Although slightly deformed, a base layer close to a square could be formed. When the underlayer is formed as shown in FIG. 2A, the underlayer has a large aspect ratio in the XY plane for a while after the formation of the underlayer is started. Therefore, it is easily affected by the flow of the receiving liquid. Therefore, it is considered that the shape of the underlayer was slightly deformed.

〔参考例2:インクジェット方式による正方形(2cm×2cm)の下地層形成(2)〕
<材料>
参考例1と同様にして、受容液Aおよび溶液Bを調製した。
[Reference Example 2: Formation of square (2 cm x 2 cm) underlayer by inkjet method (2)]
<Material>
Receptor liquid A and solution B were prepared in the same manner as in Reference Example 1.

<装置>
参考例1と同様のインクジェット装置を使用した。
<Device>
The same inkjet device as in Reference Example 1 was used.

<下地層の形成>
インクジェット装置のXY自動ステージを図3の(a)に示す経路に沿って移動させながら、溶液Bを受容液Aの液面に吐出した以外は、実施例1と同様にして行った。図3の(b)は、形成された下地層を示す。正方形の下地層を精度よく形成することができた。アスペクト比が小さい状態を保ちながら下地層を形成したため、製造例1に比べて更に精度よく下地層を形成できたと考えられる。
<Formation of base layer>
The same procedure as in Example 1 was performed except that the solution B was discharged onto the liquid surface of the receiving liquid A while the XY automatic stage of the inkjet device was moved along the path shown in FIG. FIG. 3B shows the formed underlayer. The square base layer could be formed with high precision. Since the underlayer was formed while keeping the aspect ratio small, it is considered that the underlayer could be formed more accurately than in Manufacturing Example 1.

〔参考例3:インクジェット方式による円状(直径3cm)の下地層形成〕
<材料>
受容液Aおよび受容液Bとして下記の溶液を用いた。なお、受容液Aおよび溶液BのpHはMES−KOHにより、いずれも5.8に調整している。
・受容液A:塩化カルシウム40mM水溶液(0.4Mマンニトール、15mM塩化マグネシウム、5mM MES−KOHを含む)
・溶液B:アルギン酸ナトリウム1.2重量%水溶液(0.4Mマンニトール、15mM塩化マグネシウム、5mM MES−KOHを含む)
<装置>
参考例1と同様のインクジェット装置を使用した。
[Reference Example 3: Formation of circular (diameter 3 cm) underlayer by inkjet method]
<Material>
The following solutions were used as the receiving solution A and the receiving solution B. The pH of each of the receiving liquid A and the solution B was adjusted to 5.8 with MES-KOH.
-Receptor A: 40 mM calcium chloride aqueous solution (including 0.4 M mannitol, 15 mM magnesium chloride, 5 mM MES-KOH)
-Solution B: 1.2% by weight aqueous solution of sodium alginate (containing 0.4 M mannitol, 15 mM magnesium chloride, 5 mM MES-KOH)
<Device>
The same inkjet device as in Reference Example 1 was used.

<下地層の形成>
上述のように調製した受容液Aが満たされたシャーレを、受容液容器保持ステージ上に配置する。インクジェット装置のXY自動ステージを図4の(a)に示す経路に沿って移動させながら、インクジェットヘッドから上述のように調製した溶液Bを受容液Aの液面に吐出した。インクジェットヘッドの溶液Bの吐出量を1滴当たり約350pLに設定した。このとき、溶液Bの液滴の直径は約87μmであり、飛翔速度は約4m/sであった。また、溶液Bを滴下する間隔は、X軸方向およびY軸方向ともに64μmとした。64μmとは、溶液Bの液滴の半径の約1.5倍の距離であり、溶液Bの液滴を、隣り合う液滴同士が約4分の1ずつ重なるようにして連結させ、下地層を形成した。
<Formation of base layer>
The petri dish filled with the receiving liquid A prepared as described above is placed on the receiving liquid container holding stage. The solution B prepared as described above was discharged from the inkjet head onto the liquid surface of the receiving liquid A while moving the XY automatic stage of the inkjet device along the path shown in FIG. The discharge amount of the solution B from the inkjet head was set to about 350 pL per one drop. At this time, the diameter of the droplet of the solution B was about 87 μm, and the flight speed was about 4 m/s. The interval at which the solution B was dropped was 64 μm in both the X-axis direction and the Y-axis direction. 64 μm is a distance of about 1.5 times the radius of the droplet of the solution B, and the droplets of the solution B are connected so that adjacent droplets overlap each other by about ¼, and the underlayer is formed. Was formed.

図3の(b)は、形成された下地層を示す。円形の下地層を精度よく形成することができた。参考例2と同様にアスペクト比が小さい状態を保ちながら下地層を形成したため、精度よく下地層を形成できたと考えられる。 FIG. 3B shows the formed underlayer. The circular underlayer could be formed accurately. Since the underlayer was formed while keeping the aspect ratio small as in Reference Example 2, it is considered that the underlayer could be formed with high accuracy.

〔参考例4:インクジェット方式による網状(3cm×3cm)の下地層形成〕
<材料>
参考例3と同様にして、受容液Aおよび溶液Bを調製した。
[Reference Example 4: Formation of reticulated (3 cm x 3 cm) underlayer by inkjet method]
<Material>
Receptor solution A and solution B were prepared in the same manner as in Reference Example 3.

<装置>
参考例1と同様のインクジェット装置を使用した。
<Device>
The same inkjet device as in Reference Example 1 was used.

<下地層の形成>
インクジェット装置のXY自動ステージを図5の(a)〜(d)に示す手順で移動させながら、インクジェットヘッドから溶液Bを受容液Aの液面に吐出した以外は、参考例3と同様にして行った。具体的には、まず、図5の(a)に示すように、XY自動ステージを、X軸方向に移動させながら溶液Bを滴下し、ゲルをX軸方向に平行となるようにライン状に配置した。そして、XY自動ステージをY軸方向に120μm移動してから、(a)と同様に、X軸方向に移動させながら溶液Bを滴下し、ゲルをライン状に配置した。この手順を所望のサイズになるまで繰り返した。すなわち、図5の(b)に示すようにゲルを形成した。次に、網状の下地層を形成するため、図5の(a)および(b)で行った手順と同じ要領で、図5の(c)に示すように、Y軸方向に移動させながら溶液Bを滴下し、ゲルをY軸方向に平行になるようにライン状に配置した。図5の(d)に示すように、形成された網状の下地層は、約30μm×約30μmの孔を有していた。なお、ライン状にゲルを配置する際、アスペクト比が大きい状態となるため、一部で変形が見られた。
<Formation of base layer>
In the same manner as in Reference Example 3 except that the solution B was discharged from the inkjet head onto the liquid surface of the receiving liquid A while the XY automatic stage of the inkjet device was moved in the procedure shown in FIGS. 5A to 5D. went. Specifically, as shown in FIG. 5A, first, the solution B is dropped while moving the XY automatic stage in the X-axis direction, and the gel is linearly formed so as to be parallel to the X-axis direction. I placed it. Then, the XY automatic stage was moved in the Y-axis direction by 120 μm, and then the solution B was dropped while moving in the X-axis direction in the same manner as in (a), and the gel was arranged in a line. This procedure was repeated until the desired size was reached. That is, a gel was formed as shown in FIG. Next, in order to form a net-like underlayer, the solution is moved in the Y-axis direction as shown in (c) of FIG. 5 in the same manner as the procedure performed in (a) and (b) of FIG. B was dropped, and the gel was arranged in a line so as to be parallel to the Y-axis direction. As shown in FIG. 5D, the formed mesh-like underlayer had pores of about 30 μm×about 30 μm. It should be noted that when the gel was arranged in a line, the aspect ratio was large, and therefore some deformation was observed.

〔参考例5:スプレー方式による正方形(2cm×2cm)の下地層形成〕
<材料>
参考例1と同様にして、受容液Aおよび溶液Bを調製した。
[Reference Example 5: Formation of Square (2 cm x 2 cm) Underlayer by Spray Method]
<Material>
Receptor liquid A and solution B were prepared in the same manner as in Reference Example 1.

<装置>
霧状に散布可能なタイプの、市販のスプレーノズルを使用した。また、マスクとして、2cm×2cmの正方形の開口部を設けたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを使用した。
<Device>
A commercially available spray nozzle of the type that can be sprayed in a mist state was used. Further, a polyethylene terephthalate (PET) film provided with a square opening of 2 cm×2 cm was used as a mask.

<下地層の形成>
図1の(a)と同様に下地層を形成した。具体的には、受容液Aが満たされたシャーレ上方に、受容液表面に接しない程度に可能な限り近くマスクを配置した。マスクの開口部は、溶液Bがシャーレからはみ出さないようにシャーレよりも小さい。マスクの数cm上方から、スプレーノズルを用いて、溶液Bをマスクよりも大きい範囲に対して噴霧し、受容液Aの液面に塗布した。
<Formation of base layer>
A base layer was formed in the same manner as in FIG. Specifically, a mask was placed above the petri dish filled with the receiving liquid A as close as possible so as not to contact the surface of the receiving liquid. The opening of the mask is smaller than the petri dish so that the solution B does not overflow the petri dish. From several cm above the mask, the solution B was sprayed onto a larger area than the mask using a spray nozzle, and applied onto the liquid surface of the receiving liquid A.

参考例2と同様に、正方形の下地層を形成することができた。 As in Reference Example 2, a square base layer could be formed.

〔実施例1:インクジェット方式により作製された下地層上への三次元構造体の造形(1)〕
<材料>
(受容液A)
参考例2と同様の溶液を使用した。
[Example 1: Modeling of a three-dimensional structure on an underlayer produced by an inkjet method (1)]
<Material>
(Receptor A)
The same solution as in Reference Example 2 was used.

(溶液C)
参考例2の溶液Bと同様の組成の溶液を使用した。
(Solution C)
A solution having the same composition as the solution B in Reference Example 2 was used.

(下地層)
参考例2において作製された、2cm×2cmの正方形の下地層を使用した。
(Underlayer)
The 2 cm×2 cm square underlayer produced in Reference Example 2 was used.

<装置>
参考例1と同様のインクジェット装置を使用した。
<Device>
The same inkjet device as in Reference Example 1 was used.

<三次元構造体の造形>
インクジェット装置のXY自動ステージを図6に示す経路に沿って、移動させながら、溶液Cを下地層の上に吐出し、文字「K」となるようにゲルを配置した。これを3回繰り返した。それ以外は、実施例1と同様の条件で行った。
<Modeling of three-dimensional structure>
While moving the XY automatic stage of the inkjet device along the path shown in FIG. 6, the solution C was discharged onto the underlayer, and the gel was arranged so that the letter “K” was obtained. This was repeated 3 times. Other than that, it performed on the conditions similar to Example 1.

得られた三次元構造体の画像を図7に示す。このように、目的の造形が可能であった。三次元構造体の厚みは約300μmであった。なお、下地層がない状態で実施例1の方法で三次元構造体の造形を行った場合、文字「K」が判別できるような三次元構造体は得られなかった。 An image of the obtained three-dimensional structure is shown in FIG. In this way, the desired shaping was possible. The thickness of the three-dimensional structure was about 300 μm. When the three-dimensional structure was formed by the method of Example 1 in the absence of the underlayer, the three-dimensional structure in which the letter “K” could be discriminated was not obtained.

〔実施例2:インクジェット方式により作製された下地層上への三次元構造体の造形(2)〕
<材料>
(受容液A)
参考例2と同様の溶液を使用した。
[Example 2: Modeling of a three-dimensional structure on an underlayer produced by an inkjet method (2)]
<Material>
(Receptor A)
The same solution as in Reference Example 2 was used.

(溶液C)
参考例2の溶液Bと同様の組成の溶液に、細胞(プロトプラスト)を細胞密度1.5×10cell/mLとなるように分散させた溶液を使用した。
(Solution C)
A solution in which cells (protoplasts) were dispersed in a solution having the same composition as the solution B in Reference Example 2 so that the cell density was 1.5×10 6 cells/mL was used.

(下地層)
参考例2と同様の方法で作製された、7mm×7mmの正方形の下地層を使用した。
(Underlayer)
A 7 mm×7 mm square underlayer manufactured by the same method as in Reference Example 2 was used.

<三次元構造体の造形>
インクジェット装置のXY自動ステージを図8に示す経路に沿って移動させながら、インクジェットヘッドから上述のように調製した溶液Cを下地層の上に吐出し、5mm×5mmの正方形となるようにゲルを配置した。これを25回繰り返した。インクジェットヘッドの溶液Cの吐出量を1滴当たり約300pLに設定した。このとき、溶液Cの液滴の直径は約83μmであり、飛翔速度は約3.5m/sであった。また、溶液Cを滴下する間隔は、X軸方向およびY軸方向ともに60μmとした。
<Modeling of three-dimensional structure>
While moving the XY automatic stage of the inkjet device along the path shown in FIG. 8, the solution C prepared as described above is discharged from the inkjet head onto the underlayer, and the gel is formed into a square of 5 mm×5 mm. I placed it. This was repeated 25 times. The discharge amount of the solution C from the inkjet head was set to about 300 pL per one drop. At this time, the droplet diameter of the solution C was about 83 μm, and the flight speed was about 3.5 m/s. The interval at which the solution C was dropped was 60 μm in both the X-axis direction and the Y-axis direction.

得られた三次元構造体の画像を図9に示す。このように、目的の造形が可能であった。三次元構造体の厚みは約2.5mmであった。なお、下地層がない状態で実施例1の方法で三次元構造体の造形を行った場合、紐状に連なったゲルが多数見られたのみであり、目的の三次元構造体は得られなかった。 An image of the obtained three-dimensional structure is shown in FIG. In this way, the desired shaping was possible. The thickness of the three-dimensional structure was about 2.5 mm. When the three-dimensional structure was formed by the method of Example 1 in the absence of the underlayer, only a large number of gel-like gels were seen, and the intended three-dimensional structure was not obtained. It was

〔実施例3:インクジェット方式により作製された下地層上への三次元構造体の造形(3)〕
<材料>
(受容液A)
参考例3と同様の溶液を使用した。
[Example 3: Modeling of a three-dimensional structure on an underlayer produced by an inkjet method (3)]
<Material>
(Receptor A)
The same solution as in Reference Example 3 was used.

(溶液C)
参考例3の溶液Bと同様の組成の溶液を使用した。
(Solution C)
A solution having the same composition as the solution B in Reference Example 3 was used.

(下地層)
参考例4において作製された、3cm×3cmの網状の下地層を使用した。
(Underlayer)
The 3 cm×3 cm reticulated underlayer produced in Reference Example 4 was used.

<三次元構造体の造形>
インクジェット装置のXY自動ステージを図10に示す経路に沿って移動させながら、インクジェットヘッドから上述のように調製した溶液Cを下地層の上に吐出し、直径0.7cmの円となるようにゲルを配置した。これを3回繰り返した。それ以外は、参考例3と同様の条件で行った。
<Modeling of three-dimensional structure>
While moving the XY automatic stage of the inkjet device along the path shown in FIG. 10, the solution C prepared as described above was discharged from the inkjet head onto the underlayer, and the gel was formed into a circle with a diameter of 0.7 cm. Was placed. This was repeated 3 times. The other conditions were the same as in Reference Example 3.

得られた三次元構造体の画像を図11に示す。このように、目的の造形が可能であった。なお、下地層がない状態で実施例1の方法で三次元構造体の造形を行った場合、紐状に連なったゲルが多数見られたのみであり、目的の三次元構造体は得られなかった。 An image of the obtained three-dimensional structure is shown in FIG. In this way, the desired shaping was possible. When the three-dimensional structure was formed by the method of Example 1 in the absence of the underlayer, only a large number of gel-like gels were seen, and the intended three-dimensional structure was not obtained. It was

〔実施例4:スプレー方式により作製された下地層上への三次元構造体の造形〕
<材料>
(受容液A)
参考例5と同様の溶液を使用した。
[Example 4: Modeling of a three-dimensional structure on a base layer prepared by a spray method]
<Material>
(Receptor A)
The same solution as in Reference Example 5 was used.

(溶液C)
参考例5の溶液Bと同様の組成の溶液を使用した。
(Solution C)
A solution having the same composition as the solution B in Reference Example 5 was used.

(下地層)
参考例5において作製された、2cm×2cmの正方形の下地層を使用した。
(Underlayer)
The 2 cm×2 cm square underlayer produced in Reference Example 5 was used.

<三次元構造体の造形>
インクジェット装置のXY自動ステージを図12に示す経路に沿って移動させながら、インクジェットヘッドから上述のように調製した溶液Cを下地層の上に吐出し、直径1.0cmの円となるようにゲルを配置した。具体的には、まず、図12の(a)に示すように、X軸方向に連続して溶液Bを吐出し、隣り合う液滴同士が重ならないようにライン状に配置した。そして、ゲルを1行配置し終わった後、図12の(b)に示すように、直前にライン状に配置したゲルの開始点からY方向に80μmずらして、直前にライン状に配置したゲルと同じ方向で次の行のゲルを配置することを繰り返した。図12の(c)は、配置されたゲルをY軸方向から見た図である。次に、図12の(d)に示すように、図12の(b)で観察される隙間を埋めるようにして、図12の(b)と同じ要領でX軸方向にライン状にゲルを配置した。図12の(e)は、図12の(d)で配置されたゲルをY軸方向から見た図である。この図12の(b)および(d)を3回繰り返した。なお、図12の(b)および(d)で便宜上、ゲルを長方形に配置するように描かれているが、最終形状が図12の(f)に示す円形となるように三次元構造体を形成した。インクジェットヘッドの溶液Cの吐出量を1滴当たり約350pLに設定した。このとき、溶液Cの液滴の直径は約87μmであり、飛翔速度は約4m/sであった。また、溶液Cを滴下する間隔は、X軸方向は160μm、Y軸方向は80μmとした。
<Modeling of three-dimensional structure>
While moving the XY automatic stage of the inkjet device along the path shown in FIG. 12, the solution C prepared as described above is discharged from the inkjet head onto the underlayer, and the gel is formed into a circle with a diameter of 1.0 cm. Was placed. Specifically, first, as shown in FIG. 12A, the solution B was continuously discharged in the X-axis direction, and the liquid droplets were arranged in a line so that adjacent droplets did not overlap each other. Then, after arranging the gel in one line, as shown in (b) of FIG. 12, the gel arranged immediately before the line was displaced by 80 μm from the starting point of the gel arranged immediately before in the Y direction. Repeatedly placing the gel in the next row in the same direction as. FIG. 12C is a diagram of the arranged gel viewed from the Y-axis direction. Next, as shown in (d) of FIG. 12, the gel observed in (b) of FIG. 12 is filled in a linear manner in the X-axis direction in the same manner as in (b) of FIG. I placed it. FIG. 12E is a view of the gel arranged in FIG. 12D as seen from the Y-axis direction. This (b) and (d) of FIG. 12 was repeated 3 times. 12B and 12D, for convenience, the gel is arranged in a rectangular shape, but a three-dimensional structure is formed so that the final shape becomes a circle shown in FIG. 12F. Formed. The discharge amount of the solution C from the inkjet head was set to about 350 pL per droplet. At this time, the diameter of the droplet of the solution C was about 87 μm, and the flight speed was about 4 m/s. The interval at which the solution C was dropped was 160 μm in the X-axis direction and 80 μm in the Y-axis direction.

このように、ゲルが連結するように溶液Cを滴下しなかった場合にも、実施例3と同様に、目的の造形が可能であった。 As described above, even when the solution C was not dropped so that the gel was connected, the desired shaping was possible as in the case of Example 3.

本発明の一態様によれば、三次元構造体を簡便に製造することができる。 According to one aspect of the present invention, a three-dimensional structure can be easily manufactured.

1 受容液A
2 スプレーノズル
3 溶液B
4 マスク
5 下地層
6 インクジェット
7 溶液C
8 三次元構造体
1 Receptor liquid A
2 Spray nozzle 3 Solution B
4 Mask 5 Underlayer 6 Inkjet 7 Solution C
8 three-dimensional structure

Claims (12)

受容液Aの液面に、受容液Aと反応してゲル化する溶液Bを添加して下地層を形成する下地層形成工程と、
前記下地層の上に、受容液Aと反応してゲル化する溶液Cを滴下することにより形成されるゲルを積層して、三次元構造体を形成する造形工程とを含む、三次元構造体の製造方法。
An underlayer forming step of forming an underlayer by adding a solution B which reacts with the receiving solution A to gel on the liquid surface of the receiving solution A,
A three-dimensional structure including a modeling step of forming a three-dimensional structure by laminating a gel formed by dropping a solution C which reacts with a receiving liquid A and gels on the underlayer. Manufacturing method.
前記下地層形成工程において、前記受容液Aの液面に対して前記溶液Bをインクジェットで塗布することによって前記下地層を形成する、請求項1に記載の三次元構造体の製造方法。 The method for producing a three-dimensional structure according to claim 1, wherein, in the underlayer forming step, the underlayer is formed by applying the solution B onto the liquid surface of the receiving liquid A by inkjet. 前記下地層形成工程において、前記受容液Aの液面に、前記溶液Bをスプレー塗布することによって前記下地層を形成する、請求項1に記載の三次元構造体の製造方法。 The method for producing a three-dimensional structure according to claim 1, wherein, in the underlayer forming step, the underlayer is formed by spray-coating the solution B on the liquid surface of the receiving liquid A. 前記下地層の、鉛直上方から見た面積が、目的の形状を有する三次元構造体と前記下地層とが接する面積よりも大きい、請求項1〜3のいずれか1項に記載の三次元構造体の製造方法。 The three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 3, wherein an area of the underlayer viewed from above in the vertical direction is larger than an area where a three-dimensional structure having a desired shape and the underlayer contact. Body manufacturing method. 前記下地層の、鉛直上方から見た形状が正多角形または円である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の三次元構造体の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the shape of the underlayer viewed from above in the vertical direction is a regular polygon or a circle. 前記下地層形成工程において、鉛直上方から見た下地層のアスペクト比が1:2以下となるように前記溶液Bを添加する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の三次元構造体の製造方法。 The three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 5, wherein, in the step of forming the underlayer, the solution B is added so that the aspect ratio of the underlayer viewed from above vertically is 1:2 or less. Manufacturing method. 前記下地層には、三次元構造体を構成するゲルの直径よりも小さい孔が形成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の三次元構造体の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 6, wherein pores having a diameter smaller than a diameter of a gel forming the three-dimensional structure are formed in the underlayer. 前記下地層の比重が前記受容液Aの比重よりも小さい、請求項1〜7のいずれか1項に記載の三次元構造体の製造方法。 The method for producing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the specific gravity of the underlayer is smaller than the specific gravity of the receiving liquid A. 前記造形工程の後に前記下地層を除去する下地層除去工程を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の三次元構造体の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 8, further comprising a base layer removing step of removing the base layer after the modeling step. 前記溶液Bが、前記溶液Cと異なる組成である、請求項9に記載の三次元構造体の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional structure according to claim 9, wherein the solution B has a composition different from that of the solution C. 前記三次元構造体が細胞を含有する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の三次元構造体の製造方法。 The method for producing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 10, wherein the three-dimensional structure contains cells. 前記三次元構造体が含有する細胞が植物細胞である、請求項11に記載の三次元構造体の製造方法。 The method for producing a three-dimensional structure according to claim 11, wherein the cells contained in the three-dimensional structure are plant cells.
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