電子/生物整合突破 3D打印電子耳

　　普林斯頓大學(xué)(Princeton University)的科學(xué)家們運(yùn)用現(xiàn)有的列印工具，開發(fā)出了可聽見遠(yuǎn)超出人類可聽範(fàn)圍之無線電頻率的電子耳。研究人員希望找出一種能更有效將電子與組織整合的方法，因此，科學(xué)家們運(yùn)用3D列印細(xì)胞和奈米粒子，并透過細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)合小型線圈天線和軟骨，創(chuàng)造出了「仿生耳」(bionic ear)。

　　附圖 : 科學(xué)家利用3D列印來整合組織以及能接收無線電訊號(hào)的天線(圖：Princeton University, Engineering School)

　　在電子材料和生物材料接合時(shí)通常要解決棘手的機(jī)械和熱挑戰(zhàn)，普林斯頓大學(xué)機(jī)械暨航太工程副教授Michael McAlpine指出，3D列印解決了過去2D無法實(shí)現(xiàn)的技術(shù)瓶頸。標(biāo)準(zhǔn)組織工程涉及到細(xì)胞培植類型，如形成耳軟骨并放到稱之為水凝膠的高分子材料支架上。然而，研究人員表示這些技術(shù)在復(fù)製復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)時(shí)都會(huì)出現(xiàn)問題，目前耳再造仍是外科領(lǐng)域最棘手的難題之一。

　　為了解決這個(gè)問題，普林斯頓大學(xué)的團(tuán)隊(duì)採用3D列印來製造。其列印表採用電腦輔助設(shè)計(jì)來形成目標(biāo)物件的薄片陣列，接下來印表機(jī)會(huì)沉積各種不同的材料層，包括塑膠到細(xì)胞在內(nèi)，以建構(gòu)完整的成品。該團(tuán)隊(duì)表示，3D列印很適合用于組織與電子的交織整合。

　　該技術(shù)也讓研究人員能妥善地在人耳的高度復(fù)雜拓樸結(jié)構(gòu)中結(jié)合電子天線和組織等部份。研究人員使用普通的3D印表機(jī)來結(jié)合水凝膠矩陣和小腿細(xì)胞，以及用來形成天線的銀奈米粒子。小腿細(xì)胞之后發(fā)展為軟骨。

　　生物結(jié)構(gòu)由有機(jī)分子組成，大多是軟且?guī)莸馁|(zhì)地，而電子部份則是堅(jiān)硬而乾燥的，主要成份是金屬、半導(dǎo)體和無機(jī)介質(zhì)，整合二者是一項(xiàng)艱鉅挑戰(zhàn)，但他們的開發(fā)成果將能造福更多人，開發(fā)具智慧特性的義肢或植入式設(shè)備。