电子/生物整合突破 3D打印电子耳

普林斯顿大学(Princeton University)的科学家们运用现有的列印工具，开发出了可听见远超出人类可听範围之无线电频率的电子耳。研究人员希望找出一种能更有效将电子与组织整合的方法，因此，科学家们运用3D列印细胞和奈米粒子，并透过细胞培养结合小型线圈天线和软骨，创造出了「仿生耳」(bionic ear)。




 

附图 : 科学家利用3D列印来整合组织以及能接收无线电讯号的天线(图：Princeton University, Engineering School)

在电子材料和生物材料接合时通常要解决棘手的机械和热挑战，普林斯顿大学机械暨航太工程副教授Michael McAlpine指出，3D列印解决了过去2D无法实现的技术瓶颈。标準组织工程涉及到细胞培植类型，如形成耳软骨并放到称之为水凝胶的高分子材料支架上。然而，研究人员表示这些技术在复製复杂的3D结构时都会出现问题，目前耳再造仍是外科领域最棘手的难题之一。

为了解决这个问题，普林斯顿大学的团队採用3D列印来製造。其列印表採用电脑辅助设计来形成目标物件的薄片阵列，接下来印表机会沉积各种不同的材料层，包括塑胶到细胞在内，以建构完整的成品。该团队表示，3D列印很适合用于组织与电子的交织整合。

该技术也让研究人员能妥善地在人耳的高度复杂拓朴结构中结合电子天线和组织等部份。研究人员使用普通的3D印表机来结合水凝胶矩阵和小腿细胞，以及用来形成天线的银奈米粒子。小腿细胞之后发展为软骨。

生物结构由有机分子组成，大多是软且带水份的质地，而电子部份则是坚硬而乾燥的，主要成份是金属、半导体和无机介质，整合二者是一项艰鉅挑战，但他们的开发成果将能造福更多人，开发具智慧特性的义肢或植入式设备。