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研究人員在新型醫(yī)療應(yīng)用的膠粘糖果上打印微電極

2019-04-16 10:18:22 編輯: 來源:
導讀 德國的研究人員使用膠粘熊不是作為零食,而是將微電極印刷到軟質(zhì)材料上,以便在醫(yī)療應(yīng)用中實現(xiàn)更高的生物相容性。雖然他們最好的,因為流行

德國的研究人員使用膠粘熊不是作為零食,而是將微電極印刷到軟質(zhì)材料上,以便在醫(yī)療應(yīng)用中實現(xiàn)更高的生物相容性。雖然他們最好的,因為流行的糖果知,小熊軟糖發(fā)現(xiàn)了一個不同的使用作為與增加的生物相容性微電極,得益于研究人員運輸?shù)聡侥岷诶砉ご髮W。與德國ForschungszentrumJülich研究所的研究人員合作的一個團隊成功地使用噴墨打印技術(shù)將微電極陣列連接到軟基質(zhì)上,包括粘性糖果。研究人員說,這種方法比以往任何時候都更容易在醫(yī)學或生物學應(yīng)用中使用這種技術(shù)。“通常,微電極陣列是在潔凈室中用光學光刻制造的,我們有一段時間使用潔凈室制造的設(shè)備用于各種應(yīng)用 - 包括電化學傳感和體外芯片上細胞的刺激,”Bernhard Wolfrum,該設(shè)計新聞向大學的電氣,電子和計算機工程助理教授講解。

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他說,這些陣列可用于多種應(yīng)用,包括,例如,檢測由神經(jīng)元或肌肉細胞中的活動引起的電壓變化,以直接測量大腦或心臟中的電信號。

然而,雖然微電子傳感器已經(jīng)在醫(yī)學和實驗室應(yīng)用中使用多年,但它們通常由硬質(zhì)材料制成,例如硅。當它們與活細胞接觸時,這是一個缺點。例如,在體內(nèi),這些硬質(zhì)材料會引發(fā)炎癥或器官功能喪失。

“由于不同的應(yīng)用需要不同的設(shè)計 - 涉及布局和材料 - 我們一直在尋找一些簡單的制造工藝,可以很容易地進行調(diào)整,而無需事先需要掩模生產(chǎn),”Wolfrum解釋說。

由于有興趣為軟水凝膠上的微電極陣列快速原型開發(fā)快速廉價的工藝,研究人員使用高科技版噴墨打印機與碳基墨水一起打印電極。為了防止傳感器拾取雜散信號,他們使用了中性保護層,將它們添加到碳路徑中。

一只橡皮熊只是這項工作中使用的材料之一。其他包括聚二甲基硅氧烷或PDMS,它是一種柔軟的硅形式;瓊脂糖,一種用于生物學實驗的物質(zhì);和各種形式的明膠,其中包括一個首先融化然后允許硬化的橡皮熊。

“這項技術(shù)使我們能夠在各種軟基材(如水凝膠)上快速制作不同的碳基微電極陣列布局 - 這種方法不易使用傳統(tǒng)的微細加工,”Wolfrum說。“此外,印刷方法可以在不事先制作光刻掩模的情況下輕松修改設(shè)計布局。”

團隊開發(fā)的方法可以用于研究中的快速原型制作之外。Wolfrum說,它還可以改變醫(yī)療患者的治療方式,允許使用柔軟的結(jié)構(gòu)來監(jiān)測體內(nèi)的神經(jīng)或心臟功能,甚至可以作為體內(nèi)起搏器。

研究人員表示,該團隊計劃繼續(xù)開展更復雜的三維微電極陣列印刷工作。他們還計劃研究可印刷傳感器如何選擇性地對化學物質(zhì)起反應(yīng) - 不僅是電壓波動 - 以便為進一步的研究提供信息。

“快速調(diào)整界面和材料的幾何布局的可能性可以幫助我們開發(fā)更有效的細胞刺激和記錄設(shè)備,”Wolfrum說。“除此之外,我們感興趣的[其他]方面之一是印刷3D刺激和記錄設(shè)備的開發(fā),其允許應(yīng)用超出通常用于細胞培養(yǎng)實驗的經(jīng)典平面結(jié)構(gòu)。”


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