蚊の給餌管は超微細な3Dプリントノズルとなる

February, 2, 2026, Montreal--マギル大学(McGill University)機械工学科とドレクセル大学(Drexel University)の研究チームは、メスの蚊の口吻(給餌管)を高解像度の3Dプリントノズルに製造する革新的な製造技術を開発した。独特の形状、構造、機構により、口吻は20µm程度の細い線幅をプリント可能にし、白血球より少し小さいサイズである。これは市販のプリンティングノズルが生産できるものの約2倍の細かさである。

研究チームはこのプロセスを「3Dネクロプリンティング」と名付け、非生物の微細構造を直接高度な製造ツールとして用いる方法である。潜在的な応用例としては、細胞増殖や組織工学のための小型足場の製造、細胞含有ゲルのプリント、半導体チップのような微細な物体の繊細な転写などがある。

「高解像度3Dプリントとマイクロディスペンシングは、通常、特殊な金属やガラス製の超微細ノズルに依存している。これらのノズルは高価で製造が難しく、環境廃棄物や健康問題も生じる」と、同大学組織修復・再生学カナダ研究チェア、准教授、Jianyu Liは説明している。

「蚊の口吻により、従来の工具では製造が困難または非常に高価な非常に小さく精密な構造をプリントすることが可能になる。生物学的ノズルは生分解性であるため、廃棄される材料を再利用できる」と、マギル大学の小規模材料・製造分野のカナダ研究チェア助教授で共同著者、Changhong Caoは付け加えた。

この研究はマギル大学の大学院生Justin Pumaが主導した。同氏は以前、生体模倣目的で蚊の吻を使った研究に関わり、この研究の基盤を築いた。

生分解性かつ再利用可能
ノズルの開発にあたり、研究チームは昆虫由来のマイクロノズルを調べ、蚊の口吻(人間の髪の毛の約半分の幅の微細な自然進化したマイクロニードル)を最適候補として特定した。鼻根は安楽死させられた蚊から採取され、提携機関であるDrexel Universityの生物学研究に使われる倫理的に認可された実験室から採取された。

顕微鏡の下で、研究チームは蚊の栄養チューブを慎重に取り除いた。その後、この生物針を少量の樹脂を使って標準的なプラスチック製ディスペンサの先端に取り付けた。研究チームは先端の形状と機械的強度を特徴づけ、耐圧性を測定してカスタム3Dプリント装置に統合した。

接続されると、口吻が3Dプリンタが材料を放出する最終的な開口部となる。チームは、ハニカム、カエデの葉、ガン細胞や赤血球を封じ込めるバイオスカフォールドなど、高解像度で複雑な構造を成功裏にプリントしている。

バイオティック(生物由来)材料を先進製造に利用するというアイデアは、Rice Universityでのネクロボティクス研究に触発された。マイクロノズルを探す一方で、Caoはドレクセル大学の研究者Megan CreightonとAli Afifyと別の蚊関連プロジェクトについて話し合っていた。これらの会話を通じて、チームは3Dプリントのための口吻を探求するようになった。

「バイオプリントの進化は、医療研究者が独自の治療アプローチを開発するのに役立っている。技術の向上を目指す中で、革新にも努めなければならない」と、ドレクセル大学の化学・生物工学助教授、研究の共著者Creightonは語っている。

「蚊の口吻は圧力が安全な範囲に保たれれば、繰り返しプリンティングサイクルに耐えられることを発見した。適切な取り扱いと清掃をすれば、ノズルは何度も再利用可能だ」とCaoは語った。

「複雑な工学部品の実用的な代替としてバイオティック材料を導入することで、この研究は先進製造やマイクロエンジニアリングにおける持続可能で革新的な解決策への道を開く」とLiは付け加えた。

研究成果は、Science Advances誌に掲載された。