寻找将电子设备集成到活体组织中的方法对于从大脑植入物到新医疗技术的一切都至关重要。一种新方法表明，可以将 3D 打印电路制作成活的蠕虫。
人们越来越有兴趣寻找将技术与人体更紧密结合的方法，特别是在电子设备与神经系统的接口方面。这对于未来的脑机接口至关重要，也可用于治疗许多神经系统疾病。
但在大多数情况下，事实证明很难以非侵入性、持久且有效的方式建立这些类型的连接。标准电子设备的刚性意味着它们不能很好地融入柔软的生物学世界，而且首先将它们放入体内可能需要进行危险的外科手术。
一种新方法依赖于基于激光的3D 打印来在体内生长柔性导电线。在最近发表于Advanced Materials Technologies的一篇论文中，研究人员表明他们可以使用这种方法在微型蠕虫体内产生星形和方形结构。
“从假设上讲，有可能在组织内部进行相当深的打印，”领导这项研究的兰卡斯特大学的约翰·哈迪告诉《新科学家》杂志。 “所以，原则上，对于人类或其他更大的生物体，你可以在大约 10 厘米的范围内打印。”
研究人员的方法涉及高分辨率 Nanoscribe 3D 打印机，它发射红外激光，可以非常高精度地固化各种光敏材料。他们还创造了一种定制墨水，其中包含导电聚合物聚吡咯，之前的研究表明这种墨水可用于电刺激活体动物的细胞。
为了证明该方案可以实现与活细胞连接的主要目标，研究人员首先将电路印刷到聚合物支架中，然后将支架放置在一片在培养皿中保持存活的小鼠脑组织之上。然后，他们将电流通过柔性电子电路，并表明它在小鼠脑细胞中产生了预期的反应。
该团队随后决定证明该方法可用于在生物体内打印导电电路，这是迄今为止尚未实现的。研究人员决定使用线虫线虫，因为它对热、损伤和干燥敏感，他们说这将对这种方法的安全性进行严格测试。
首先，该团队必须调整他们的墨水以确保它对动物无毒。然后，他们必须通过将其与它们所食用的细菌糊混合，将其放入蠕虫体内。
一旦动物摄入了墨水，它们就会被放置在 Nanoscribe 打印机下，该打印机用于在蠕虫的皮肤和内脏上创建几微米宽的方形和星形。研究人员承认，由于它一直在移动，因此在移动的内脏中形状并不正确。
打印在蠕虫体内的形状没有任何功能。但谢菲尔德大学的 Ivan Minev 告诉《新科学家》杂志，这种方法有朝一日可以制造出与活体组织交织在一起的电子设备，尽管在应用于人类之前仍需要大量工作。
作者还承认，将这种方法应用于生物医学应用需要进行大量的进一步研究。但从长远来看，他们相信他们的工作可以为医疗目的、未来的神经调节植入物和虚拟现实系统提供量身定制的脑机接口。它还可以轻松修复体内的生物电子植入物。
所有这些可能距离实现还有很长的路要走，但该方法显示了将 3D 打印与灵活的生物相容性电子产品相结合以帮助连接生物学和技术世界的潜力。
