3D打印首次在線蟲(chóng)體內(nèi)造電路，有望用于腦機(jī)接口領(lǐng)域
時(shí)間：2023-04-13 10:30 來(lái)源：科技日?qǐng)?bào) 作者：admin 閱讀：次
2023年4月12日，英國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種技術(shù)，利用激光在生物體內(nèi)3D打印出導(dǎo)電電路，這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)有望用于創(chuàng)建和維護(hù)人體植入物或腦機(jī)接口。相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《先進(jìn)材料技術(shù)》雜志。
從起搏器到仿生耳朵，電子植入物已經(jīng)很普遍，但將它們植入人體內(nèi)可能會(huì)有感染的風(fēng)險(xiǎn)。而且，如果出現(xiàn)故障，很難修復(fù)。鑒于此，英國(guó)蘭卡斯特大學(xué)的約翰·哈迪及其同事開(kāi)發(fā)了一種技術(shù)，利用激光在生物體內(nèi)3D打印出導(dǎo)電電路。
該團(tuán)隊(duì)首先將含有熒光塑料聚吡咯的“墨水”注入線蟲(chóng)（秀麗隱桿線蟲(chóng)）體內(nèi)。這種墨水被設(shè)計(jì)可以與一臺(tái)光子3D打印機(jī)一起工作，該打印機(jī)使用激光來(lái)打印出特定形狀的材料并使其導(dǎo)電。利用這臺(tái)3D打印機(jī)，該團(tuán)隊(duì)在蠕蟲(chóng)體內(nèi)創(chuàng)造了星形和正方形導(dǎo)電電路。哈迪指出，科學(xué)家們已經(jīng)知道，在生物體內(nèi)進(jìn)行3D打印是可行的，所以從原則上說(shuō)，對(duì)于人類或其他更大的生物體，也可以打印大約10厘米寬（或厚）的物體。
科學(xué)家此前已經(jīng)在生物體內(nèi)利用3D打印技術(shù)打印出物體，這是該技術(shù)首次用于制造導(dǎo)電電路。哈迪說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)有望在多個(gè)領(lǐng)域大顯身手。比如在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可用于如維護(hù)大腦深層電極和腦機(jī)接口；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可在種子內(nèi)打印電子標(biāo)簽以防止假冒，或在水果中打印電子標(biāo)記以輔助機(jī)器人采摘機(jī)。
英國(guó)謝菲爾德大學(xué)的伊萬(wàn)·米涅夫教授并未參與這項(xiàng)研究，他指出，這種方法很巧妙，有可能被開(kāi)發(fā)成與活組織細(xì)胞交織在一起且擁有計(jì)算能力的電子設(shè)備。不過(guò)這種方法被用于人類的腦機(jī)接口等設(shè)備之前，還有很多工作要做。
在皮膚上打印電路，或者在人體內(nèi)打印骨骼，都是之前已經(jīng)引起過(guò)關(guān)注的成果。不過(guò)，在人體內(nèi)直接打印電路，還是頭一次。生物體和電子機(jī)械結(jié)合，已經(jīng)從科幻概念變成現(xiàn)實(shí)。而在體內(nèi)打印電路，則意味著植入物受到的限制更少，可以更加靈活多樣，且即使它出現(xiàn)問(wèn)題，也可以在無(wú)創(chuàng)情況下開(kāi)展修復(fù)——讓材料進(jìn)入人體，然后在需要的位置修補(bǔ)或重構(gòu)電路即可。當(dāng)然，任何技術(shù)要進(jìn)入人體都需慎重。它或許有廣闊前景，但還需一步步展開(kāi)實(shí)驗(yàn)。
△顯微鏡圖像顯示，秀麗隱桿線蟲(chóng)活蟲(chóng)體內(nèi)有3D打印形狀。圖片來(lái)源：《新科學(xué)家》網(wǎng)站
從起搏器到仿生耳朵，電子植入物已經(jīng)很普遍，但將它們植入人體內(nèi)可能會(huì)有感染的風(fēng)險(xiǎn)。而且，如果出現(xiàn)故障，很難修復(fù)。鑒于此，英國(guó)蘭卡斯特大學(xué)的約翰·哈迪及其同事開(kāi)發(fā)了一種技術(shù)，利用激光在生物體內(nèi)3D打印出導(dǎo)電電路。
該團(tuán)隊(duì)首先將含有熒光塑料聚吡咯的“墨水”注入線蟲(chóng)（秀麗隱桿線蟲(chóng)）體內(nèi)。這種墨水被設(shè)計(jì)可以與一臺(tái)光子3D打印機(jī)一起工作，該打印機(jī)使用激光來(lái)打印出特定形狀的材料并使其導(dǎo)電。利用這臺(tái)3D打印機(jī)，該團(tuán)隊(duì)在蠕蟲(chóng)體內(nèi)創(chuàng)造了星形和正方形導(dǎo)電電路。哈迪指出，科學(xué)家們已經(jīng)知道，在生物體內(nèi)進(jìn)行3D打印是可行的，所以從原則上說(shuō)，對(duì)于人類或其他更大的生物體，也可以打印大約10厘米寬（或厚）的物體。
科學(xué)家此前已經(jīng)在生物體內(nèi)利用3D打印技術(shù)打印出物體，這是該技術(shù)首次用于制造導(dǎo)電電路。哈迪說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)有望在多個(gè)領(lǐng)域大顯身手。比如在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可用于如維護(hù)大腦深層電極和腦機(jī)接口；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可在種子內(nèi)打印電子標(biāo)簽以防止假冒，或在水果中打印電子標(biāo)記以輔助機(jī)器人采摘機(jī)。
英國(guó)謝菲爾德大學(xué)的伊萬(wàn)·米涅夫教授并未參與這項(xiàng)研究，他指出，這種方法很巧妙，有可能被開(kāi)發(fā)成與活組織細(xì)胞交織在一起且擁有計(jì)算能力的電子設(shè)備。不過(guò)這種方法被用于人類的腦機(jī)接口等設(shè)備之前，還有很多工作要做。
在皮膚上打印電路，或者在人體內(nèi)打印骨骼，都是之前已經(jīng)引起過(guò)關(guān)注的成果。不過(guò)，在人體內(nèi)直接打印電路，還是頭一次。生物體和電子機(jī)械結(jié)合，已經(jīng)從科幻概念變成現(xiàn)實(shí)。而在體內(nèi)打印電路，則意味著植入物受到的限制更少，可以更加靈活多樣，且即使它出現(xiàn)問(wèn)題，也可以在無(wú)創(chuàng)情況下開(kāi)展修復(fù)——讓材料進(jìn)入人體，然后在需要的位置修補(bǔ)或重構(gòu)電路即可。當(dāng)然，任何技術(shù)要進(jìn)入人體都需慎重。它或許有廣闊前景，但還需一步步展開(kāi)實(shí)驗(yàn)。
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