新しい研究がレーザー印刷医療用電子機器に向けて一歩を踏み出す

Apr 28, 2024

2023 年 3 月 13 日

この記事は、Science X の編集プロセスとポリシーに従ってレビューされています。 編集者は、コンテンツの信頼性を確保しながら、次の属性を強調しました。

事実確認済み

査読済みの出版物

信頼できる情報源

校正する

ランカスター大学著

研究者らは、医療機器の移植や修復のための外科手術に使用できる 3D レーザー印刷材料に向けて大きな一歩を踏み出しました。

ランカスター大学の研究者が率いる科学者チームは、導電性ポリマーポリピロールを使用してフレキシブルエレクトロニクスを3Dプリントする方法を開発し、これらの電気構造を生体（回虫）の上または中に直接プリントできることを示した。 。

彼らの発見は、Advanced Materials Technologies に掲載される論文「Creating 3D object with Integrated Electronics via multiphoton fabration in vitro and in vivo」で報告されています。

研究者らは、まだ概念実証の段階にあるが、この種のプロセスが完全に開発されれば、リアルタイムの健康状態のモニタリングやてんかんの治療などの医療介入を含むさまざまな用途向けに患者固有のインプラントを印刷できる可能性があると考えている。または痛み。

ランカスター大学材料化学上級講師であり、この研究の筆頭著者の一人であるジョン・ハーディ博士は、「このアプローチは、通信、ディスプレイ、ディスプレイなどの構造を含む、技術的および医療用途向けの複雑な3Dエレクトロニクスの製造を変革する可能性があります」と述べています。たとえば、センサーなどです。このようなアプローチは、インプラントの方法だけでなく、医療機器の修理にも革命をもたらす可能性があります。たとえば、いつかこのような技術を使用して、レーザー歯科/眼科手術と同様のプロセスを通じて、壊れたインプラントされた電子機器を修理できるようになるでしょう。完全に成熟すれば、このようなテクノロジーは、現在大がかりな手術を、より単純で、より速く、より安全で、より安価な手順に変えることができるでしょう。」

2段階の研究で、研究者らはNanoscribe（高解像度レーザー3Dプリンター）を使用して、（付加プロセスを使用して）シリコーンマトリックス内に電気回路を直接3Dプリントした。 彼らは、これらの電子機器が in vitro でマウスのニューロンを刺激できることを実証しました (in vivo での脳深部刺激に神経電極が使用されるのと同様)。

この研究の共著者であり、脳刺激研究を主導したユニバーシティ・カレッジ・ロンドンの神経科学講師ダミアン・カミングス博士は、「私たちは3Dプリントした電極を取り出し、マウスの脳組織のスライスの上に置き、生きたままにしていた」と述べた。 」

研究の第 2 段階では、研究者らは線虫に導電構造を直接 3D プリントし、プロセス全体 (インク配合、レーザー照射、印刷) が生体と互換性があることを実証しました。

ランカスター大学の生物医学上級講師であり、この研究のもう一人の筆頭著者であるアレクサンドル・ベネデット博士は、「我々は基本的に、針の代わりにスマートインクとレーザーを使用して、小さな虫に導電性パッチを刺青しました。このような技術が、 「医療用途に必要な解像度、安全性、快適さのレベルが求められます。赤外線レーザー技術の改善、スマートなインクの配合と供給は、そのようなアプローチを臨床に応用するために重要ですが、これは非常にエキサイティングな生物医学的イノベーションへの道を切り開きます。」

研究者らは、これらの結果は、次世代の高度な材料技術、特に技術的およびオーダーメイドの医療用途向けの統合エレクトロニクスを生み出すための積層造形アプローチの可能性を浮き彫りにする重要なステップであると考えています。