JP2021024089A - 立体造形モデル及びその製造方法、並びにハイドロゲル造形物用コーティング剤 - Google Patents

Abstract

【課題】表面平滑性に優れ、かつ使用時における皮膜の損傷を防止できる立体造形モデルの提供。【解決手段】水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる立体造形体と、前記立体造形体の表面を被覆し、かつ水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる皮膜と、を有する立体造形モデルである。【選択図】なし

Description

本発明は、立体造形モデル及び立体造形モデルの製造方法、並びにハイドロゲル造形物用コーティング剤に関する。

従来のハイドロゲルによる立体造形モデルは、三次元（３Ｄ）プリンターにより作製された型を鋳型として用い、この鋳型を用いて注型する方法、又は３Ｄプリンターで直接造形する方法が提案されている。

このように３Ｄプリンターを用いて造形する場合、造形直後の造形物は、型からの離型の際に、鋳型に接着することによる表面荒れが生じたり、注型及び直接造形ともに３Ｄプリンターの積層痕などが表面に残っており、十分な表面平滑性が得られないという問題がある。
この点について、材質に強度を有する樹脂系材料からなる立体造形物の場合には、研磨を実施することで表面平滑性を得ることができるが、ハイドロゲル材料は柔らかいため、研磨を実施すると表面構造が崩壊してしまうという問題がある。
そこで、例えば、ハイドロゲル構造体と、前記ハイドロゲル構造体の表面の外周に形成された、樹脂系材料からなる皮膜と、を有する立体造形モデルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

本発明は、表面平滑性に優れ、かつ使用時における皮膜の損傷を防止できる立体造形モデルを提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段としての本発明の立体造形モデルは、水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる立体造形体と、前記立体造形体の表面を被覆し、かつ水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる皮膜と、を有する。

本発明によると、表面平滑性に優れ、かつ使用時における皮膜の損傷を防止できる立体造形モデルを提供することができる。

図１は、鉱物としての層状粘土鉱物、及び層状粘土鉱物を水中で分散させた状態の一例を示す模式図である。 図２は、肝臓モデルの一例を示す概略図である。 図３は、表面に皮膜を有する立体造形モデルの一例を示す概略図である。 図４は、本発明の立体造形モデルの製造方法の立体造形体形成工程で用いられる立体造形体の鋳型の一例を示す概略図である。 図５は、本発明の立体造形モデルの製造方法で用いられる立体造形物の製造装置の一例を示す概略図である。

（立体造形モデル）
本発明の立体造形モデルは、水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる立体造形体と、前記立体造形体の表面を被覆し、かつ水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる皮膜と、を有し、更に必要に応じてその他の部材を有する。

従来、ハイドロゲル立体造形物は、型造形であれば型から剥がす際に荒れが生じ、３次元プリンターによる造形であれば造形物の側面に積層構造の跡が残り、造形段階において表面形状に多少の荒れが生じることが知られているが、この点を改善する方法はなく、特に、高強度のナノコンポジット（ＮＣ）ゲルは他の樹脂との追従性も悪いため、一般的な樹脂によるコーティングも極めて困難であった。
また、ハイドロゲルからなる立体造形物は柔軟性に富み変形しやすい構造物であるため、外観性を向上させ、表面を平滑化する機能を持ちつつ、立体造形物の変形に適度に追従する皮膜を有することが望まれているが、従来技術では、樹脂系材料からなる皮膜は追従性が悪く、立体造形物との接着性も低いため、立体造形モデルを使用時において、皮膜の剥がれや裂け等の損傷が生じてしまうという課題がある。

本発明においては、水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる立体造形体と、前記立体造形体の表面を被覆し、かつ水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる皮膜と、を有し、立体造形体と皮膜とがハイドロゲルから形成されているので、外観性の改善と追従性の向上の両立が達成でき、表面平滑性に優れ、かつ使用時に皮膜の剥がれや裂け等の損傷を防止できる立体造形モデルが得られる。

立体造形体を構成するハイドロゲルと皮膜を構成するハイドロゲルは、同一組成のハイドロゲルであってもよいし、異なる組成のハイドロゲルであってもよいが、好ましくは、立体造形体を構成するハイドロゲルと皮膜を構成するハイドロゲルとが、それぞれ異なる組成のハイドロゲルである。

本発明の一態様において、前記皮膜が、水系溶媒に分散された鉱物と、ポリマーとが複合化して形成されたハイドロゲルからなることが好ましい。水系溶媒に分散された鉱物と、重合性モノマーが重合したポリマーとが複合化して形成された三次元網目構造の中に、水系溶媒が包含されているハイドロゲルは、機械的強度が強く、皮膜の形成が容易である。

本発明の一態様において、皮膜の引張破断ひずみを、立体造形体の引張破断ひずみより大きくすることが好ましい。皮膜の引張破断ひずみを、立体造形体の引張破断ひずみより大きくすることにより、外観性の改善と追従性の向上の両立が達成でき、立体造形モデルを使用時における皮膜の剥がれや裂け等の損傷を防止することができる。
皮膜の引張破断ひずみを、立体造形体の引張破断ひずみより大きくする方法としては、皮膜用ハイドロゲル前駆体液中に含まれる水系溶媒、鉱物、又は重合性モノマーの含有量を、立体造形体用ハイドロゲル前駆体液中に含まれる水系溶媒、鉱物、又は重合性モノマーの含有量より多くする方法などが挙げられる。

本発明の一態様において、皮膜の引張破断ひずみは、立体造形体の引張破断ひずみより１．２倍以上大きいことが好ましく、１．５倍以上大きいことがより好ましい。皮膜の引張破断ひずみが立体造形体の引張破断ひずみより１．２倍以上大きいと、皮膜の追従性が向上し、使用時における皮膜の損傷をより防止することができる。

＜立体造形体＞
前記立体造形体は、水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる。

＜＜ハイドロゲル＞＞
前記ハイドロゲルは、水系溶媒及びポリマーから構成され、鉱物を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。
ハイドロゲルの好ましい態様としては、３Ｄ造形に利用可能な高強度のハイドロゲル、例えばナノコンポジットゲル、ＰＶＡゲル、ＤＮゲルなどが挙げられる。中でも好ましいのは、水に分散された鉱物と、重合性モノマーが重合したポリマーとが複合化して形成された三次元網目構造の中に、水が包含されているナノコンポジットゲルである。

立体造形体におけるハイドロゲルは機械的強度を保持し、人体器官モデルとして用いる場合には弾力を人体器官と同等にすることが好ましい。このため、ハイドロゲルのネットワーク構成が水素結合のみであるハイドロゲルはふさわしくなく、水系溶媒、鉱物及びポリマーを含み、ポリマー間を高密度、均質に架橋された高強度ハイドロゲルが適している。
高強度ハイドロゲルとしては、例えば、ナノコンポジット（ＮＣ）ゲル、ＰＶＡゲル、ダブルネットワークゲル、スライドリングゲル、Ｔｅｔｒａ−ＰＥＧゲルなどが挙げられる。しかし、１液のハイドロゲル前駆体液からラジカル重合で調製可能であり、皮膜形成が容易であることから、ＮＣゲルが好ましい。

−水系溶媒−
前記水系溶媒としては、典型的には水であり、水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水などが挙げられる。
水以外の水系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール等の低級アルコール類などが挙げられる。
水には、保湿性付与、抗菌性付与、導電性付与、硬度調整などの目的に応じて有機溶媒等のその他の成分を溶解乃至分散させてもよい。

本発明の立体造形モデルは、水系溶媒を含有することから、乾燥して力学特性が変化したり、カビ等の繁殖が進行し不衛生になることが懸念される場合には、パッケージングや適宜乾燥防止処理を施すことが好ましい。

−ポリマー−
前記ポリマーとしては、例えば、アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基などを有するポリマーが挙げられ、水溶性を有するものが好ましい。
本発明において、ポリマーの水溶性とは、例えば、３０℃の水１００ｇに該ポリマーを１ｇ混合して撹拌したとき、その９０質量％以上が溶解するものを意味する。
ポリマーは、ホモポリマー（単独重合体）であってもよいし、ヘテロポリマー（共重合体）であってもよく、また、変性されていてもよいし、公知の官能基が導入されていてもよく、また塩の形態であってもよい。
ポリマーは、重合性モノマーを重合させることにより得られる。重合性モノマーについては、本発明の立体造形モデルの製造方法において説明する。

−鉱物−
前記鉱物は、立体造形体の引張破断ひずみを高めるために含まれる成分である。
前記鉱物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、層状鉱物などが挙げられる。
前記層状鉱物は、単一層の状態で水に分散した図１の上図に示すように、単位格子を結晶内に持つ二次元円盤状の結晶が積み重なった状態を呈しており、前記層状鉱物を水中で分散させると、図１の下図に示すように、各単一層状態で分離して円盤状の結晶となる。

前記層状鉱物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、層状粘土鉱物などが挙げられる。
前記層状粘土鉱物としては、水中で一次結晶のレベルで均一に分散可能な層状粘土鉱物であり、例えば、水膨潤性スメクタイト、水膨潤性雲母などが挙げられる。より具体的には、ナトリウムを層間イオンとして含む水膨潤性ヘクトライト、水膨潤性モンモリナイト、水膨潤性サポナイト、水膨潤性合成雲母などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。また、適宜合成したものであってもよいし、市販品であってもよい。
前記市販品としては、例えば、合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）、ＳＷＮ（Ｃｏｏｐ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｌｔｄ．製）、フッ素化ヘクトライト ＳＷＦ（Ｃｏｏｐ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｌｔｄ．製）などが挙げられる。これらの中でも、弾性率の点から、合成ヘクトライトが好ましい。
水膨潤性とは、図１に示すように層状粘土鉱物の各単一層の間に水分子が挿入され、水中に分散されることを意味する。
前記鉱物の含有量は、立体造形体の全量に対して、１質量％以上４０質量％以下が好ましく、１質量％以上２５質量％以下がより好ましい。

−その他の成分−
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機溶媒、防腐剤、着色剤、香料、酸化防止剤、安定化剤、粘度調整剤などが挙げられる。

前記有機溶媒は、ハイドロゲルの保湿性を高めるために含有される。
前記有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の炭素数１〜４のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトンアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；エチレングリコール、プロピレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類；エチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルコールエーテル類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、保湿性の点から、多価アルコールが好ましく、グリセリン、プロピレングリコールがより好ましい。
前記有機溶媒の含有量は、立体造形体の全量に対して、１０質量％以上５０質量％以下が好ましい。前記有機溶媒の含有量が１０質量％以上であると、乾燥防止の効果が十分に得られる。また、有機溶媒の含有量が５０質量％以下であると、層状粘土鉱物が均一に分散される。

−防腐剤−
前記防腐剤としては、例えば、デヒドロ酢酸塩、ソルビン酸塩、安息香酸塩、ペンタクロロフェノールナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、２，４−ジメチル−６−アセトキシ−ｍ−ジオキサン、１，２−ベンズチアゾリン−３−オンなどが挙げられる。

−着色剤−
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば染料、顔料が挙げられる。
前記染料及び前記顔料の具体例については、例えば、特開２０１７−２６７９１号公報に記載したものなどが挙げられる。

前記立体造形体は、立体造形モデルの主要な構造部である。立体造形体の形状は、立体造形モデルの用途により様々な形状を有し得る。
立体造形体の引張破断ひずみは、２００％以上であることが好ましく、２３０％以上であることがより好ましい。立体造形体の引張破断ひずみが２００％以上であると、所望の形状及び強度を有する立体造形体が得られる。

ここで、前記引張破断ひずみは、立体造形体の造形に用いる立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を用いて厚さ５ｍｍのダンベル状３号形状の引張試験片を作製し、得られた引張試験片をＪＩＳ Ｋ６２５１に基づき、引張試験機（ＡＧ−１０ｋＮＸ、株式会社島津製作所製）にて５００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で試験を行い、破断時の伸び率（％）を求め、引張破断ひずみとする。

立体造形体のゴム硬度は、６以上６０以下が好ましく、８以上２０以下がより好ましい。
前記ゴム硬度が、６未満であると、造形中に形が崩れることがあり、６０を超えると、造形後剥離の際に割れることがある。
前記ゴム硬度は、デュロメータ（テクロック社製、ＧＳ−７１８Ｎ）などを用いて測定することができる。

前記立体造形体には、色及び硬度のいずれかが異なる内包物（内部構造）が目的の位置に配置されていてもよい。これにより、手術前に手術用メスを入れる位置を確認するための臓器モデルなどの人体器官モデルとしても用いることができる。
前記内包物としては、例えば、血管、管、疾患部等の模倣物；空洞、襞（ひだ）などが挙げられる。
前記色の調整は、例えば、立体造形体用ハイドロゲル前駆体液に着色剤を添加することにより行うことができる。前記着色剤を用いることにより、立体造形体を例えば、人体の人体器官に近似した色などに着色することができる。
前記引張破断ひずみや硬度の調整は、例えば、立体造形体用ハイドロゲル前駆体液中に含まれる層状粘土鉱物や重合性モノマーの含有量を変化させることなどにより行うことができる。

＜皮膜＞
前記皮膜は、立体造形体の表面を被覆し、かつ水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる。
前記ハイドロゲルは、水系溶媒及びポリマーから構成され、鉱物を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記水系溶媒、前記ポリマー、前記鉱物、及び前記その他の成分としては、上記立体造形体と同様のものを用いることができる。
前記皮膜を構成するハイドロゲルは、立体造形体を構成するハイドロゲルと同一組成のハイドロゲルであってもよいし、異なる組成のハイドロゲルであってもよく、好ましくは、立体造形体を構成するハイドロゲルと皮膜を構成するハイドロゲルは、それぞれ異なる組成のハイドロゲルである。

前記皮膜の引張破断ひずみは、前記立体造形体の引張破断ひずみより大きければ特に制限はないが、３００％以上であることが好ましく、３５０％以上であることがより好ましい。前記皮膜の引張破断ひずみが３００％以上であると、皮膜の追従性が良好となり、使用時における皮膜の損傷を防止することができる。
前記皮膜の引張破断ひずみは、皮膜用ハイドロゲル前駆体液を用いて、上記立体造形体の引張破断ひずみと同様にして測定することができる。
前記皮膜の平均厚みは、１μｍ以上２,０００μｍ以下が好ましく、１μｍ以上１,０００μｍ以下がより好ましく、１００μｍ以上８００μｍ以下が更に好ましい。
前記皮膜の平均厚みは、例えば、ガラス上にディップコーティング等により前記皮膜用ハイドロゲル前駆体液を成膜した後硬化し、部分的に剥離した段差部分をレーザー顕微鏡により測定することができ、１０点平均値である。
なお、前記皮膜の識別方法としては、皮膜用ハイドロゲル前駆体液の材質と内部の立体造形体用ハイドロゲル前駆体液の材質との破断ひずみを変えているため、皮膜と立体造形体とのヤング率に差が生じるので、例えば、堀内電気製作所製の「Ｓｏｆｔ ｍｅａｓｕｒｅ」のようなプローブ式弾性率計測計を用いれば、皮膜用ハイドロゲル前駆体液を含む皮膜のヤング率と、内部構造体である立体造形体のヤング率とに差が確認でき、皮膜を識別することができる。また、他にも皮膜と立体造形体とは摩擦抵抗も異なるので、摩擦抵抗を測定することにより皮膜を識別することができる。

（立体造形モデルの製造方法）
本発明の立体造形モデルの製造方法は、立体造形体形成工程と、皮膜形成工程と、を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。

＜立体造形体形成工程＞
立体造形体形成工程は、重合性モノマー及び水系溶媒を含む立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を用いて立体造形体を形成する工程である。

＜＜立体造形体用ハイドロゲル前駆体液＞＞
立体造形体用ハイドロゲル前駆体液は、重合性モノマー及び水系溶媒を含み、好ましくは鉱物を含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記水系溶媒、前記鉱物、及び前記その他の成分については、上記立体造形体において説明したものと同様なものを用いることができる。

−重合性モノマー−
前記重合性モノマーは、重合させることにより、上記立体造形体のポリマーとなるモノマーである。
前記重合性モノマーとしては、例えば、アクリルアミド、Ｎ−置換アクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ−ジ置換アクリルアミド誘導体、Ｎ−置換メタクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ−ジ置換メタクリルアミド誘導体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記重合性モノマーの具体例としては、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡＡ）、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドなどが挙げられる。
なお、重合性モノマーとしては、必要に応じて、その他の単官能モノマー、多官能モノマーなどを用いることができる。
前記重合性モノマーの含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、立体造形体用ハイドロゲル前駆体液の全量に対して、０．５質量％以上２０質量％以下が好ましく、１質量％以上１０質量％以下がより好ましい。

立体造形体用ハイドロゲル前駆体液は、重合開始剤を用いて重合させることが好ましい。重合開始剤は、立体造形体用ハイドロゲル前駆体液中に添加して使用される。

−重合開始剤−
重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられる。
熱重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤、過硫酸塩開始剤、レドックス（酸化還元）開始剤などが挙げられる。
アゾ系開始剤としては、例えば、ＶＡ−０４４、ＶＡ−４６Ｂ、Ｖ−５０、ＶＡ−０５７、ＶＡ−０６１、ＶＡ−０６７、ＶＡ−０８６、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）（ＶＡＺＯ ３３）、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩（ＶＡＺＯ ５０）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）（ＶＡＺＯ ５２）、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＶＡＺＯ ６４）、２，２’−アゾビス−２−メチルブチロニトリル（ＶＡＺＯ ６７）、１，１−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボニトリル）（ＶＡＺＯ ８８）（いずれもＤｕＰｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から入手可能）、２，２’−アゾビス（２−シクロプロピルプロピオニトリル）、２，２’−アゾビス（メチルイソブチレ−ト）（Ｖ−６０１）（和光純薬工業株式会社より入手可能）などが挙げられる。

過酸化物開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過酸化デカノイル、ジセチルパーオキシジカーボネート、ジ（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート（Ｐｅｒｋａｄｏｘ １６Ｓ）（Ａｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ社から入手可能）、ジ（２−エチルヘキシル）パーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート（Ｌｕｐｅｒｓｏｌ １１）（Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ社から入手可能）、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（Ｔｒｉｇｏｎｏｘ ２１−Ｃ５０）（Ａｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ社から入手可能）、過酸化ジクミルなどが挙げられる。

過硫酸塩開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
レドックス（酸化還元）開始剤としては、例えば、過硫酸塩開始剤とメタ亜硫酸水素ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウムのような還元剤との組み合わせ、有機過酸化物と第３級アミンに基づく系（例えば、過酸化ベンゾイルとジメチルアニリンに基づく系）、有機ヒドロパーオキシドと遷移金属に基づく系（例えば、クメンヒドロパーオキシドとコバルトナフテートに基づく系）などが挙げられる。

光重合開始剤としては、光（特に波長２２０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線）の照射によりラジカルを生成する任意の物質を用いることができる。
光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ’−ジクロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−ｎ−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンジルメチルケタール、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、メチルベンゾイルフォーメート、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシドなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
なお、テトラメチルエチレンジアミンは、アクリルアミドをポリアクリルアミドゲルとする重合・ゲル化反応の開始剤として用いられる。

立体造形体の形成工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、一般的に立体造形体は複雑な形状を再現する必要があり、更に複数の性質の異なる部位が混在する場合もあるため、以下に示すような方法で造形することができる。

一態様において、立体造形体は、例えば、三次元（３Ｄ）プリンターなどの適切な加工方法で型を製作し、型に立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を注入し硬化させることにより造形される。また、血管等の内包物は別途成形しておき、型の所定位置に配置することができる。前記型、及び前記血管等の内包物としては、金属や樹脂を切削加工、光造形、又は３Ｄプリンターなどで製造することが好ましい。

別の一態様において、立体造形体は、３Ｄプリンターを用いて、立体造形体用ハイドロゲル前駆体液と、必要に応じて支持体液とを積層する方法を採用することも可能である。
より具体的には、インクジェット方式を用いたマテリアルジェット造形装置により立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を吐出して成形することが精度よく形状を成形する点から好ましい。
支持体液は３次元プリンターにて立体造形物を作製する際、作製した構造物を支持し、安定造形を実現するため、同時に支持体を作製するために使用する液である。作製造形物完成後は除去される。支持体の材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ＰＰＳ、ポリプロピレン、ＰＶＡ、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、セロハン、アセテート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ナイロン、ポリイミド、フッ素樹脂、パラフィンワックス、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。

以下に、３Ｄプリンターによる立体造形体の造形の一例について詳細に説明する。
［３Ｄプリンターによる造形方法］
まず、立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を、適切な精度で目的の場所に塗布する。この際、塗布できる方式であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディスペンサー方式、スプレー方式、インクジェット方式などが挙げられる。なお、これらの方式を実施するには公知の装置を好適に使用することができる。これを繰り返し行うが、繰り返し回数としては、作製する立体造形物の大きさ、形状、構造などに応じて異なり一概には規定できないが、１層あたりの厚みが１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲であれば、精度よく、剥離することもなく造形することが可能であるため、作製する立体造形物の高さ分だけ繰り返して積層することが必要である。

これらの中でも、前記ディスペンサー方式は、液滴の定量性に優れるが、塗布面積が狭くなり、前記スプレー方式は、簡便に微細な吐出物を形成でき、塗布面積が広く、塗布性に優れるが、液滴の定量性が悪く、スプレー流による飛散が発生する。このため、本発明においては、前記インクジェット方式が特に好ましい。前記インクジェット方式は、前記スプレー方式に比べ、液滴の定量性が良く、前記ディスペンサー方式に比べ、塗布面積が広くできる利点があり、複雑な立体形状を精度良くかつ効率よく形成し得る点で好ましい。

次いで、上記で形成された膜を硬化させる。
前記膜を硬化する手段としては、例えば、紫外線（ＵＶ）照射ランプ、電子線などが挙げられる。前記膜を硬化する手段には、オゾンを除去する機構が具備されることが好ましい。
前記紫外線（ＵＶ）照射ランプの種類としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライド、ＬＥＤランプなどが挙げられる。

前記超高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くしたＤｅｅｐＵＶタイプは、短波長領域の照射が可能である。
前記メタルハライドは、波長領域が広いため着色物に有効であり、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｆｅ等の金属のハロゲン化物が用いられ、光重合開始剤の吸収スペクトルに合わせて適宜選択することができる。硬化に用いられるランプとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＦｕｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、又はＶランプ等のような市販されているものを使用することができる。以上のような方法により、立体造形体を形成する。

＜皮膜形成工程＞
皮膜形成工程は、重合性モノマー及び水系溶媒を含む皮膜用ハイドロゲル前駆体液を前記立体造形体に付与して皮膜を形成する工程である。

＜＜皮膜用ハイドロゲル前駆体液＞＞
前記皮膜用ハイドロゲル前駆体液は、上記立体造形体の形成に用いられる立体造形体用ハイドロゲル前駆体液と、基本的な組成は同じである。したがって、立体造形モデルを構成する立体造形体のハイドロゲルと皮膜のハイドロゲルとは、同一の組成のハイドロゲルであってもよいし、異なる組成のハイドロゲルであってもよい。なお、立体造形体に求められる性質と、皮膜に求められる性質とは異なる場合が多いため、好ましくは異なる組成のハイドロゲルである。これにより、それぞれに所望される性質を有するハイドロゲルを得ることができる。

前記皮膜用ハイドロゲル前駆体液の粘度は、２５℃で、３０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、２０ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。前記粘度が、２５℃で、３０ｍＰａ・ｓ以下であると、表面平滑性が向上し、適度な厚みの皮膜が形成でき、立体造形体の変形に追従できるので、皮膜の損傷が防止できる。
なお、低粘度である１０ｍＰａ・ｓ以下の皮膜用ハイドロゲル前駆体液を複数回塗工することを繰り返すことにより、表面平滑性がより向上し、立体造形体の構造が保存された皮膜を形成することができる。

皮膜の形成方法としては、立体造形体の表面に皮膜用ハイドロゲル前駆体液を付与することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディップコーティング、刷毛塗り、スプレーなどが挙げられる。

付与した皮膜用ハイドロゲル前駆体液を重合させ、硬化させることでハイドロゲルによる皮膜が形成される。
皮膜用ハイドロゲル前駆体液の重合方法としては、熱重合、光重合などが挙げられる。
熱重合の場合は、任意の温度で重合反応が進むように調整すればよく、高温にすることでより高速に皮膜を形成できる。
光重合の場合は、皮膜用ハイドロゲル前駆体液を付与後、反応性波長を持つランプで照射することで皮膜を形成することができる。

＜その他の工程＞
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、洗浄工程などが挙げられる。

本発明の立体造形モデルは、立体造形体と皮膜とがハイドロゲルから形成されているので、外観性の改善と追従性の向上の両立が達成でき、表面平滑性に優れ、かつ使用時に皮膜の剥がれや裂け等の損傷を防止できるので、各種技術分野に幅広く用いることができるが、以下に説明する人体器官モデルに好適に用いられる。

＜人体器官モデル＞
本発明の立体造形モデルとしての人体器官モデルは、水系溶媒及びポリマー、好ましくは鉱物から構成される立体造形体（本体）と、立体造形体の表面に配される皮膜と、を有する。

前記人体器官モデルとして用いる場合、血管や疾患部等の内部構造を忠実に再現でき、かつ人体器官の触感及び切れ味が所望の人体器官に極めて近く、更に手術用メスでの切開が可能である。このため、人体器官モデルは、例えば、医師、大学の医学部、病院などにおいて、医師、研修医、医学生などの手技練習用の人体器官モデル、製造された手術用メスを出荷する前に、その切れ味を検査するための手術用メスの切れ味検査用の人体器官モデル、手術を行う前に手術用メスの切れ味を確認するための人体器官モデルなどとして好適である。

なお、本発明の立体造形モデルを人体器官モデルとして用いる場合、人体器官表面の生体皮膜を模した皮膜構造を更に形成してもよい。これにより手技操作における生体皮膜剥離の再現、メス等医療機器による操作質感の再現等が可能になる。これら生体皮膜は生体組織に応じた物性に調整した樹脂形成塗料やハイドロゲル形成塗料を用いることができる。本発明の立体造形モデルの皮膜を前記皮膜構造としてもよい。

前記人体器官モデルが適用できる人体器官には、特に制限はなく、人体内のあらゆる器官部位を再現することが可能であるが、例えば、脳、心臓、食道、胃、膀胱、小腸、大腸、肝臓、腎臓、膵臓、脾臓、子宮などの臓器の他、皮膚などの体表組織、眼球などの感覚器官などが挙げられる。

ここで、図２に示す立体造形モデルの立体造形体である肝臓モデルを用いて説明する。
肝臓は、上腹部の右側で肋骨の下にある人体最大の臓器であり、成人では重さが１．２ｋｇ〜１．５ｋｇである。肝臓は食べ物から摂取した栄養素を体が利用できる形にしたり、貯蔵・供給する「代謝」、有害物質を無毒化する「解毒」や、脂肪等の分解・吸収を助ける胆汁の分泌等の重要な働きをしている。
図２に示すように、肝臓モデル１００は、肝鎌状間膜１３により前腹壁に固定されており、胆嚢１１と下大静脈１２を結ぶ主分割面（カントリー線）によって右葉１４と左葉１５に分割される。
この肝臓の一部を切り取る手術が肝切除術である。肝切除術の適応となる病気としては、肝臓がん（原発性肝がん）が大部分であり、その他に転移性肝がん、肝良性腫瘍、肝外傷などが対象となる。
肝切除術は、切り方によって部分切除、亜区域切除、区域切除、葉切除、拡大葉切除、３区域切除などの種類がある。これらの部分は肝臓に印が付いているわけではなく、手術に際しては、その部分を栄養する門脈や肝動脈を縛ったり、血管に色素を注入したりして色の変化によって境目を見極めている。そして、電気メス、ハーモニックスカルペル（超音波振動手術器具）、ＣＵＳＡ（超音波外科用吸引装置）、マイクロターゼ（マイクロ波手術器）など、様々な機械を使って肝臓を切除している。
その際の手術シミュレーション用として、血管や疾患部等の内包物を忠実に再現でき、かつ人体器官の触感及び切れ味が所望の人体器官に極めて近く、更に手術用メスでの切開が可能である人体器官モデルを好適に用いることができる。

図３は、表面に皮膜を有する立体造形モデルの一例を示す概略図である。この立体造形モデル２００は、立体造形体１１０と、該立体造形体の表面に形成された皮膜１２０とを有している。この立体造形モデルは、立体造形体と皮膜とがハイドロゲルから形成されているので、外観性の改善と追従性の向上の両立が達成でき、表面平滑性に優れ、かつ使用時に皮膜の剥がれや裂け等の損傷を防止できるので、手技練習用の人体器官モデルとして好適である。

（ハイドロゲル造形物用コーティング剤）
従来より、ハイドロゲル立体造形物は、造形された後に造形段階で生じた表面形状の荒れを改善し、外観性を向上させる、いわゆるフィニッシングを行うことが困難であったが、本発明者らは、ハイドロゲル立体造形物の表面にハイドロゲル造形物用コーティング剤をコーティングしてハイドロゲルからなる皮膜を形成することにより、ハイドロゲル立体造形物のフィニッシングを良好に行えることを見出した。
本発明のハイドロゲル造形物用コーティング剤は、重合性モノマーと水系溶媒と、好ましくは鉱物を含有するハイドロゲル前駆体液を含む。
本発明のハイドロゲル造形物用コーティング剤に含まれるハイドロゲル前駆体液は、上記皮膜用ハイドロゲル前駆体液で説明したものと同じである。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１）
＜立体造形体用ハイドロゲル前駆体液の調製＞
以下では、減圧脱気を１０分間実施したイオン交換水を、「純水」とした。
まず、開始剤液として、純水９８質量部に対して１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン［商品名：イルガキュア１８４］（ＢＡＳＦ株式会社製）２質量部を溶解させた水溶液を準備した。
次に、純水１９５質量部を撹拌させながら、層状粘土鉱物として［Ｍｇ_５．３４Ｌｉ_０．６６Ｓｉ_８Ｏ_２０（ＯＨ）_４］Ｎａ⁻ _０．６６の組成を有する合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）８質量部を少しずつ添加し、撹拌して分散液を作製した。
次に、前記分散液に重合性モノマーとして、活性アルミナのカラムを通過させて重合禁止剤を除去したＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（和光純薬工業株式会社製）を２０質量部添加した。
次に、界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム（和光純薬工業株式会社製）を０．２質量部添加し、混合した。
次に、前記開始剤液を５質量部添加して撹拌混合した後、減圧脱気を１０分間実施し、均質な立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を得た。

＜立体造形体の造形＞
ＦＤＭ方式の３Ｄプリンター（ＵＰＲＩＮＴ ＳＥ ＰＬＵＳ、ストラタシス社製）にてポリ乳酸（ＰＬＡ）を用い、図４に示す鋳型を造形した。この鋳型に前記立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を流し込み、ハンディキュア１００（有限会社ミズカプランニング製）にてＵＶ光を５分間照射し、硬化させることで、縦５０ｍｍ×横８０ｍｍ×厚み１０ｍｍの立体造形体を得た。

＜立体造形体の引張破断ひずみの測定＞
上記立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を厚み５ｍｍのダンベル状３号形状（ＪＩＳ Ｋ６２５１に基づく）の型に流し込み、ハンディキュア１００（有限会社ミズカプランニング製）にてＵＶ光を５分間照射し、硬化させることで引張試験片を作製した。この試験片をＪＩＳ Ｋ６２５１に基づき、引張試験機（ＡＧ−１０ｋＮＸ、株式会社島津製作所製）にて５００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で試験を行ったところ、引張破断ひずみ（破断時の伸び率（％））は２３０％であった。

次に、上記で得た立体造形体の表面に、以下のようにして皮膜を形成した。

＜皮膜用ハイドロゲル前駆体液１の調製＞
まず、前記立体造形体用ハイドロゲル前駆体液と同様にして調製した前駆体液４０質量部に６０質量部の純水を添加し、希釈（前駆体液を純水にて質量比４０％に希釈）することにより、皮膜用ハイドロゲル前駆体液１を調製した。

＜皮膜形成＞
造形した立体造形体をディップコーター（ＤＴ−０３０３−Ｓ４、株式会社ＳＤＩ製）に設置し、前記皮膜用ハイドロゲル前駆体液１に浸漬した。その後、引き上げ速度０．５ｍｍ／ｓｅｃにて引き上げ、ハンディキュア１００（有限会社ミズカプランニング製）にてＵＶ光を５分間照射し、硬化させることで立体造形体表面に平均厚み３００μｍの皮膜を形成した。
前記皮膜の平均厚みは、皮膜測定用に準備したスライドガラス上に上記立体造形体と同様な手法で前記皮膜用ハイドロゲル前駆体液１をコーティングした後、硬化させた膜を作製した。この膜の中央部を部分的に剥離し、その断面をレーザー顕微鏡により、所定間隔をあけて、測定した１０点の皮膜厚みの平均値である。

＜皮膜の引張破断ひずみの測定＞
上記皮膜用ハイドロゲル前駆体液を厚さ５ｍｍのダンベル状３号形状（ＪＩＳ Ｋ６２５１に基づく）の型に流し込み、ハンディキュア１００にてＵＶ光を５分間照射し、硬化させることで引張試験片を作製した。この試験片をＪＩＳ Ｋ６２５１に基づき、引張試験機（ＡＧ−１０ｋＮＸ、株式会社島津製作所製）にて５００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で試験を行ったところ、引張破断ひずみ（破断時の伸び率（％））は３８０％であった。

（実施例２）
実施例１において、前記皮膜形成を３度繰り返した以外は、実施例１と同様にして、実施例２の立体造形モデルを得た。
実施例２の皮膜の平均厚みを実施例１と同様にして測定したところ、８００μｍであった。

（実施例３）
実施例１において、前記皮膜形成を６度繰り返した以外は、実施例１と同様にして、実施例３の立体造形モデルを得た。
実施例３の皮膜の平均厚みを実施例１と同様にして測定したところ、１６００μｍであった。

（実施例４）
実施例１において、前記皮膜形成を刷毛で全体的に塗布した以外は、実施例１と同様にして、実施例４の立体造形モデルを得た。
実施例４の皮膜の平均厚みを実施例１と同様にして測定したところ、４００μｍであった。

（実施例５）
実施例１において、前記立体造形体の造形を以下のように変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例５の立体造形モデルを得た。

−立体造形体の造形−
図５に示す立体造形体製造装置３０により、ステージ３７上の縦５０ｍｍ×横８０ｍｍのエリアに、立体造形体用噴射ヘッドユニット３１から前記立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を吐出して液膜１０を形成した。図５中３２は支持体用噴射ヘッドユニット、３６は支持基板である。
紫外線照射機３３としてＳＰＯＴ ＣＵＲＥ ＳＰ５−２５０ＤＢ（ウシオ電機株式会社製）を用い、３５０ｍＪ／ｃｍ^２の光量を、液膜に照射して硬化した。その後、硬化膜である層に対してローラ３４で平滑化処理を行った。なお、ローラ３４としては、表面をアルマイト処理した直径２５ｍｍのアルミニウム合金からなる金属ローラを用いた。上記の吐出、及び硬化の処理を繰り返し、平滑化された層をインクジェット成膜として一層ごと厚さ１０ｍｍまで積層させ、縦５０ｍｍ×横８０ｍｍ×厚み１０ｍｍの立体造形体を得た。

（実施例６）
実施例１において、造形体用ハイドロゲル前駆体液の重合性モノマーを３０質量部に変更し、また、合成ヘクトライトの量を１０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例６の立体造形体を得た。
実施例６の皮膜の平均厚みを実施例１と同様にして測定したところ、３００μｍであった。

（実施例７）
実施例６において、皮膜用ハイドロゲル前駆体液の調製を実施例６における造形体用ハイドロゲル前駆体液を純水によって質量比４０％に希釈した以外は、実施例６と同様にして、実施例７の立体造形体を得た。実施例７の皮膜の平均厚みを実施例１と同様にして測定したところ、３００μｍであった。

（比較例１）
実施例１において、立体造形体の表面に皮膜を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして、比較例１の立体造形体を得た。

（比較例２）
実施例１において、皮膜用ハイドロゲル前駆体液１の代わりに、前記立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を用い、皮膜形成した以外は、実施例１と同様にして、比較例２の立体造形体を得た。
比較例２の皮膜の平均厚みを実施例１と同様にして測定したところ、８００μｍであった。

（比較例３）
実施例１において、皮膜用ハイドロゲル前駆体液１を、以下のように調製した皮膜用ハイドロゲル前駆体液２に代えた以外は、実施例１と同様にして、比較例３の立体造形体を得た。
比較例３の皮膜の平均厚みを実施例１と同様にして測定したところ、８００μｍであった。

＜皮膜用ハイドロゲル前駆体液２の調製＞
実施例１の立体造形体用ハイドロゲル前駆体液の調製において、合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）８質量部を１６質量部とし、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド２０質量部を３０質量部に変更した以外は、立体造形体用ハイドロゲル前駆体液の調製と同様にして、皮膜用ハイドロゲル前駆体液２を調製した。

＜皮膜の引張破断ひずみの測定＞
実施例１の皮膜の引張破断ひずみの測定と同様にして、比較例３の皮膜の引張破断ひずみ（破断時の伸び率（％））を測定したところ、１５０％であった。

次に、実施例１〜７及び比較例１〜３で得られた立体造形モデルについて、以下のようにして、表面粗さＲａを測定し、曲げ耐性試験を実施した。結果を表１及び表２に示した。

＜表面粗さの評価＞
レーザー顕微鏡（ＶＫ−１０００、株式会社キーエンス製）を用いて、各立体造形モデルの表面形状を撮影し、表面粗さＲａを測定した。

＜曲げ耐性試験＞
万能試験機（ＡＧＳ−２Ｎ、株式会社島津製作所製）にプラスチック用３点曲げ試験治具を取り付け、２０ｍｍ押し込み戻す動作を５回繰り返した後、各立体造形モデルの表面状態を観察し、皮膜の損傷（剥がれ、裂け）の有無を評価した。

表１及び表２の結果から、立体造形体の表面に皮膜を有する実施例１〜７は、表面に皮膜を有さない比較例１と比べて、表面粗さＲａが小さく、表面平滑性が優れていることがわかった。
また、比較例２及び３は、引張破断ひずみが立体造形体と同等、又は低い皮膜を有しているので、ひび割れ、又は裂けが発生した。これは、皮膜は薄膜であるため、立体造形体の変形に耐えられず損傷していると考えられる。
実施例１〜７は、皮膜の引張破断ひずみが立体造形体の引張破断ひずみよりも高いものを用いているため、皮膜が立体造形体の変形に十分追従でき、皮膜が損傷しないことがわかった。

本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる立体造形体と、
前記立体造形体の表面を被覆し、かつ水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる皮膜と、
を有することを特徴とする立体造形モデルである。
＜２＞ 前記皮膜が、水系溶媒に分散された鉱物と、ポリマーとが複合化して形成されたハイドロゲルからなる前記＜１＞に記載の立体造形モデルである。
＜３＞ 前記皮膜の引張破断ひずみが、前記立体造形体の引張破断ひずみより大きい前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の立体造形モデルである。
＜４＞ 前記皮膜の引張破断ひずみが、３００％以上である前記＜３＞に記載の立体造形モデルである。
＜５＞ 前記皮膜の引張破断ひずみが、前記立体造形体の引張破断ひずみより１．５倍以上大きい前記＜３＞から＜４＞のいずれかに記載の立体造形モデルである。
＜６＞ 人体器官モデルとして用いられる前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の立体造形モデルである。
＜７＞ 手技練習用人体器官モデルとして用いられる前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の立体造形モデルである。
＜８＞ 水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる立体造形体と、前記立体造形体の表面を被覆する皮膜と、を有し、
前記皮膜の引張破断ひずみが、前記立体造形体の引張破断ひずみより大きいことを特徴とする立体造形モデルである。
＜９＞ 重合性モノマー及び水系溶媒を含む立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を用いて前記立体造形体を形成する立体造形体形成工程と、
重合性モノマー及び水系溶媒を含む皮膜用ハイドロゲル前駆体液を前記立体造形体に付与して皮膜を形成する皮膜形成工程と、
を含むことを特徴とする立体造形モデルの製造方法である。
＜１０＞ 前記立体造形体用ハイドロゲル前駆体液が、重合性モノマー、水系溶媒、及び鉱物を含む前記＜９＞に記載の立体造形モデルの製造方法である。
＜１１＞ 前記皮膜用ハイドロゲル前駆体液が、重合性モノマー、水系溶媒、及び鉱物を含む前記＜９＞から＜１０＞のいずれかに記載の立体造形モデルの製造方法である。
＜１２＞ 前記立体造形体形成工程において、３次元プリンターを用いて前記立体造形体を造形する前記＜９＞から＜１１＞のいずれかに記載の立体造形モデルの製造方法である。
＜１３＞ 前記立体造形体形成工程において、前記立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を鋳型に注入後硬化させることにより立体造形体を造形する前記＜９＞から＜１１＞のいずれかに記載の立体造形モデルの製造方法である。
＜１４＞ 前記皮膜形成工程において、前記皮膜用ハイドロゲル前駆体液をディップコーティング、刷毛塗り、又はスプレーにより皮膜を形成する前記＜９＞から＜１３＞のいずれかに記載の立体造形モデルの製造方法である。
＜１５＞ 重合性モノマーと水系溶媒とを含有するハイドロゲル前駆体液を含む、ハイドロゲル造形物用コーティング剤である。

前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の立体造形モデル、前記＜９＞から＜１４＞のいずれかに記載の立体造形モデルの製造方法、及び前記＜１５＞に記載のハイドロゲル造形物用コーティング剤によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。

１１ 胆嚢
１２ 下大静脈
１３ 肝鎌状間膜
１４ 右葉
１５ 左葉
２０ 造形層
３０ 立体造形体製造装置
３１ ヘッドユニット
３２ ヘッドユニット
３３ 紫外線照射機
３４ ローラ
３５ キャリッジ
３６ 基板
３７ ステージ
１００ 肝臓モデル
１１０ 立体造形体
１２０ 皮膜
２００ 立体造形モデル

特開２０１７−２６７９１号公報

Claims (10)

1. 水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる立体造形体と、
   前記立体造形体の表面を被覆し、かつ水系溶媒及びポリマーから構成されるハイドロゲルからなる皮膜と、
   を有することを特徴とする立体造形モデル。
2. 前記皮膜が、水系溶媒に分散された鉱物と、ポリマーとが複合化して形成されたハイドロゲルからなる請求項１に記載の立体造形モデル。
3. 前記皮膜の引張破断ひずみが、前記立体造形体の引張破断ひずみより大きい請求項１から２のいずれかに記載の立体造形モデル。
4. 前記皮膜の引張破断ひずみが、前記立体造形体の引張破断ひずみより１．２倍以上大きい請求項３に記載の立体造形モデル。
5. 人体器官モデルとして用いられる請求項１から４のいずれかに記載の立体造形モデル。
6. 重合性モノマー及び水系溶媒を含む立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を用いて立体造形体を形成する立体造形体形成工程と、
   重合性モノマー及び水系溶媒を含む皮膜用ハイドロゲル前駆体液を前記立体造形体に付与して皮膜を形成する皮膜形成工程と、
   を含むことを特徴とする立体造形モデルの製造方法。
7. 前記立体造形体形成工程において、３次元プリンターを用いて前記立体造形体を造形する請求項６に記載の立体造形モデルの製造方法。
8. 前記立体造形体形成工程において、前記立体造形体用ハイドロゲル前駆体液を鋳型に注入後硬化させることにより前記立体造形体を造形する請求項６に記載の立体造形モデルの製造方法。
9. 前記皮膜形成工程において、前記皮膜用ハイドロゲル前駆体液をディップコーティング、刷毛塗り、又はスプレーにより皮膜を形成する請求項６から８のいずれかに記載の立体造形モデルの製造方法。
10. 重合性モノマーと水系溶媒とを含有するハイドロゲル前駆体液を含む、ハイドロゲル造形物用コーティング剤。