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材料科学：3D印刷のための、ヒドロゲルの粒子からファイバーへのin situ変換
Nature 656, 8129 doi: 10.1038/s41586-026-10883-z
構造異方性は、自然界の至る所に存在し、向きに依存する特性と機能を支配している。生物医学で広く用いられている水分に富んだソフトマテリアルであるヒドロゲルで、生体模倣型異方性を再構築するのは難しいことが分かっている。今回我々は、せん断・伸長によるin situ粒子–ファイバー変換（SHIFT）と名付けた現象を報告し、高度に配向したヒドロゲルマイクロファイバー（直径5～30 μm）のSHIFT印刷を実証する。SHIFTでは、粒子を内包するヒドロゲルを制御された様式で押し出す。この過程で、個々の粒子とその周囲のマトリックスが互いに逆方向の相転移を起こし、それと同時に、粒子が高度に配向したサブボクセルマイクロファイバーへと変換される。SHIFTは、ゾル–ゲル2相系の伸長流によって支配される、液滴から異方性を作り出すための方法論を確立している。SHIFTはまた、利用しやすい様式で三次元（3D）印刷やマイクロファイバー紡糸の状況に容易に適合可能な、汎用性の高い上流製造手法となる。顕著な構造異方性によって、in vitroで並外れて長い筋管の形成が可能になり、体積性筋喪失時の再生が加速される。SHIFTは、流れの内部でin situサブボクセル製造プロセスを実施することにより、ソフトマテリアルの加工能力を拡張する。
