新研究向激光打印医疗电子产品迈出了一步

研究人员已经朝着3D激光打印材料迈出了重要一步，这些材料可用于外科手术以植入或修复电子医疗设备。

由兰开斯特大学研究人员领导的一组科学家开发了一种使用导电聚合物聚吡咯3D打印柔性电子产品的方法，他们已经表明可以直接在生物体(蛔虫)上或体内打印这些电气结构。

虽然处于概念验证阶段，但研究人员认为，这种类型的过程在完全开发后，有可能打印患者特定的植入物，用于各种应用，包括实时健康监测和医疗干预，如治疗癫痫或疼痛。

兰开斯特大学材料化学高级讲师，该研究的主要作者之一John Hardy博士说：“这种方法可能会改变技术和医疗应用的复杂3D电子产品的制造 - 例如通信，显示器和传感器的结构。这种方法可以彻底改变我们的植入方式，也可以修复医疗设备。例如，有一天，像这样的技术可以通过类似于激光牙科/眼科手术的过程来修复损坏的植入电子设备。一旦完全成熟，这种技术可以将目前的主要手术转变为更简单，更快，更安全，更便宜的程序。

在一项两阶段的研究中，研究人员使用Nanoscribe(高分辨率激光3D打印机)直接在硅胶基质内3D打印电路(使用添加剂工艺)。他们证明，这些电子设备可以在体外刺激小鼠神经元(类似于神经电极在体内用于深部脑刺激的方式)。

伦敦大学学院神经科学讲师Damian Cummings博士是该研究的合著者，他领导了脑刺激工作，他说：“我们把3D打印电极放在一片小鼠脑组织上，我们在体外保持活力。使用这种方法，我们可以唤起与体内相似的神经元反应。为各种组织定制的植入物既具有治疗潜力，又可用于许多研究领域。

在研究的第二阶段，研究人员直接在线虫中3D打印导电结构，证明整个过程(墨水配方，激光曝光和打印)与生物体兼容。

兰开斯特大学生物医学高级讲师Alexandre Benedetto博士是该研究的另一位主要作者，他说：“我们基本上使用智能墨水和激光而不是针头在微小蠕虫上纹身导电贴片。它向我们展示了这种技术可以达到医疗应用所需的分辨率、安全性和舒适度。尽管红外激光技术的改进、智能墨水配方和输送对于将这些方法转化为临床至关重要，但它为非常令人兴奋的生物医学创新铺平了道路。

研究人员认为，这些结果是重要的一步，突出了增材制造方法生产下一代先进材料技术的潜力 - 特别是用于技术和定制医疗应用的集成电子产品。

研究发展的下一步已经在进行中，探索可以打印的材料，可以打印的结构类型以及开发原型，以向可能有兴趣共同开发该技术的潜在最终用户展示。研究人员认为，这项技术距离完全开发大约需要10到15年的时间。

他们的研究结果发表在学术期刊Advanced Materials Technologies上的论文“通过体外和体内多光子制造创建具有集成电子设备的3D物体”中。

该研究得到了各种来源的资金支持，包括：工程物理科学研究委员会(EPSRC)，生物技术和生物科学研究委员会(BBSRC)，医学研究委员会(MRC)，皇家学会，威康信托基金会和英国阿尔茨海默氏症研究。

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