使用多光子光刻 (MPL)，该团队的方法包括将载有有机半导体材料的树脂逐层聚合，以形成微小的生物相容性电路板。到目前为止，研究人员已经利用他们的工艺制造了高精度的葡萄糖传感器，但随着进一步的研发，他们相信它可以为新一代生物电子设备的生产铺平道路。
“在这里，引入了一种掺杂有机半导体 (OS) 材料的均匀透明的光敏树脂，以制造各种 3D OS 复合微结构 (OSCM)，”该团队在他们的论文中说。“[我们的]结果证明了这些设备在从柔性生物电子学到纳米电子学和器官芯片设备的广泛应用中的巨大潜力。”
研究人员最初的 3D 打印微结构。图片来自休斯顿大学。
使导电植入物栩栩如生
在他们的论文中，研究人员将 MPL 确定为直接激光写入 (DLW) 3D 打印中的“最先进”，因为它的材料多功能性和它能够实现的高精度（分辨率低至15 纳米）。因此，休斯顿团队认为该技术是生产纳米电子设备类型的理想选择，这些类型的纳米电子设备已成为过去几年深入研究的主题。
然而，3D 打印这种生物植入物的可行性继续受到用于生产它们的材料的低电导率的限制。据科学家称，这是因为原型生物电子产品通常由碳纳米管或石墨烯制成，因此它们具有“难以在树脂中均匀分散”的无机特性，“没有明显的相分离”。
为了克服这些缺点，休斯顿研究人员因此开发了一种自己的 MPL 树脂，由负载 DMSO 的 PEGA 聚合物、PEDOT:PSS 有机半导体、层粘连蛋白和葡萄糖氧化酶组成，可以精确地 3D 打印到微型生物具有均匀特性的电路板。
该团队的有机电子 3D 打印工作流程。图片来自休斯顿大学。
3D打印细胞相容性PCB
最初，研究人员使用他们的材料生产多种微电子设备，包括印刷电路板 (PCB)，其中包含一系列微电容器。一旦他们证明了他们的技术的有效性，该团队就开始试验层粘连蛋白，这是一种在不同动物组织的膜中发现的糖蛋白，可促进细胞附着、信号传导和迁移。
在用蛋白质加载树脂后，该团队继续将其 3D 打印成更复杂的微结构，然后在小鼠组织内培养 48 小时。与未给药的样本相比，科学家们指出，他们的细胞显示出“增强的存活率”的证据，同时还保留了促进附着和增殖的能力。
在确定了植入物的生物相容性后，研究人员试图评估这些装置的电化学特性。在 1 kHz 的生物相关频率下进行的测试表明，随着微电极直径的增加，该团队 PCB 的电阻抗在所有频率（1 至 105 Hz）上都会降低，结果“与之前报道的结果一致”。
最后，为了展示他们的方法的潜在应用，科学家们用它来生产一种新型的生物传感器，该传感器能够利用电流以高稳定性和精度检测葡萄糖水平。鉴于该设备的灵敏度比目前的监视器高 10 倍，研究小组表示，他们的树脂现在可以帮助加速人类在控制论植入物方面的进展。
“我们预计，所展示的与 MPL 兼容的 OS 复合树脂将为柔性生物电子学/生物传感器、纳米电子学、器官芯片和免疫细胞疗法等新兴领域的各种应用生产柔软、生物活性和导电微结构铺平道路。 ，”研究人员在他们的论文中总结道。
一组注入层粘连蛋白的 3D 打印微结构。图片来自休斯顿大学。
用控制论挑战极限
尽管控制论植入的想法听起来很科幻，但休斯顿团队的项目并不是第一个使用 3D 打印作为更接近实现它们的手段的项目。过去，雷尼绍与Herantis Pharma一起进行了一项研究，该研究看到它3D 打印了一种神经注入药物输送装置，旨在治疗帕金森病。
官网 http://www.hy3ds.com www.huajiang3d.com
商务联系：0510-87822066
“在这里，引入了一种掺杂有机半导体 (OS) 材料的均匀透明的光敏树脂，以制造各种 3D OS 复合微结构 (OSCM)，”该团队在他们的论文中说。“[我们的]结果证明了这些设备在从柔性生物电子学到纳米电子学和器官芯片设备的广泛应用中的巨大潜力。”
研究人员最初的 3D 打印微结构。图片来自休斯顿大学。
使导电植入物栩栩如生
在他们的论文中，研究人员将 MPL 确定为直接激光写入 (DLW) 3D 打印中的“最先进”，因为它的材料多功能性和它能够实现的高精度（分辨率低至15 纳米）。因此，休斯顿团队认为该技术是生产纳米电子设备类型的理想选择，这些类型的纳米电子设备已成为过去几年深入研究的主题。
然而，3D 打印这种生物植入物的可行性继续受到用于生产它们的材料的低电导率的限制。据科学家称，这是因为原型生物电子产品通常由碳纳米管或石墨烯制成，因此它们具有“难以在树脂中均匀分散”的无机特性，“没有明显的相分离”。
为了克服这些缺点，休斯顿研究人员因此开发了一种自己的 MPL 树脂，由负载 DMSO 的 PEGA 聚合物、PEDOT:PSS 有机半导体、层粘连蛋白和葡萄糖氧化酶组成，可以精确地 3D 打印到微型生物具有均匀特性的电路板。
该团队的有机电子 3D 打印工作流程。图片来自休斯顿大学。
3D打印细胞相容性PCB
最初，研究人员使用他们的材料生产多种微电子设备，包括印刷电路板 (PCB)，其中包含一系列微电容器。一旦他们证明了他们的技术的有效性，该团队就开始试验层粘连蛋白，这是一种在不同动物组织的膜中发现的糖蛋白，可促进细胞附着、信号传导和迁移。
在用蛋白质加载树脂后，该团队继续将其 3D 打印成更复杂的微结构，然后在小鼠组织内培养 48 小时。与未给药的样本相比，科学家们指出，他们的细胞显示出“增强的存活率”的证据，同时还保留了促进附着和增殖的能力。
在确定了植入物的生物相容性后，研究人员试图评估这些装置的电化学特性。在 1 kHz 的生物相关频率下进行的测试表明，随着微电极直径的增加，该团队 PCB 的电阻抗在所有频率（1 至 105 Hz）上都会降低，结果“与之前报道的结果一致”。
最后，为了展示他们的方法的潜在应用，科学家们用它来生产一种新型的生物传感器，该传感器能够利用电流以高稳定性和精度检测葡萄糖水平。鉴于该设备的灵敏度比目前的监视器高 10 倍，研究小组表示，他们的树脂现在可以帮助加速人类在控制论植入物方面的进展。
“我们预计，所展示的与 MPL 兼容的 OS 复合树脂将为柔性生物电子学/生物传感器、纳米电子学、器官芯片和免疫细胞疗法等新兴领域的各种应用生产柔软、生物活性和导电微结构铺平道路。 ，”研究人员在他们的论文中总结道。
一组注入层粘连蛋白的 3D 打印微结构。图片来自休斯顿大学。
用控制论挑战极限
尽管控制论植入的想法听起来很科幻，但休斯顿团队的项目并不是第一个使用 3D 打印作为更接近实现它们的手段的项目。过去，雷尼绍与Herantis Pharma一起进行了一项研究，该研究看到它3D 打印了一种神经注入药物输送装置，旨在治疗帕金森病。
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