利用科技加強諜戰？3D列印生物電子設備植入人體

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2022/07/25 利用科技加強諜戰？3D列印生物電子設備植入人體

生物3D列印的技術從人體器官到骨骼，都對列印材料有著嚴格的要求，美國科學家最新研發的一種獨特樹脂，可用來3D列印生物感測器並植入人體，成為新一代的生物電子設備。

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(圖片來源)

簡述多光子光刻MPL
多光子光刻(MPL)是目前最先進的3D微製造技術，由特定的聚合物、有機半導體、層黏連蛋白和葡萄糖氧化酶組成，能精確地3D列印成均勻的迷你生物性電路板，可實現解析度低至15奈米的高精度，成為生產奈米電子設備的理想選擇。

科學家利用多光子光刻技術，把載著有機半導體材料的樹脂逐層聚合，形成微小的生物相容電路板，製造出高精度的葡萄糖感測器，由此證明從柔性生物電子到奈米電子的技術，製造器官芯片的應用潛力。

研究人員最初的3D列印微結構

3D列印細胞相容性的電路板PCB
最初，研究人員使用他們的材料生產多種微電子設備，包括列印電路板(PCB)以及一系列的微電容器，然後開始試驗層黏連蛋白——這是一種在動物組織中發現的糖蛋白，可促進細胞附著、信號傳導和遷移的功能。

在使用蛋白質加載樹脂後，該團隊將它3D列印成更複雜的微結構，然後在實驗鼠的組織內培養48小時，與未參與研究的實驗鼠相比，前者的細胞顯示出「增強存活率」的證據，同時還保留了促進附著和增殖的能力。

在確定植入物的生物相容性後，研究人員開始評估這些裝置的電化學特性，另外，為了展示其潛在的應用方式，科學家把它用來生產一種新型的生物感測器，該感測器能夠利用電流，以高穩定性和精度來檢測葡萄糖水平，證實其靈敏度比目前的監測方法高出十倍，也證明了這種新樹脂能幫助加速人體植入物的技術發展。

科學家預計這項發明將為柔性生物電子學或生物感測器、奈米電子學、器官芯片和免疫細胞療法等新興的領域，生產出具柔軟、生物活性和導電微結構的設備。

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科學團隊的有機電子3D列印工作流程

植入物的應用遠景
儘管控制植入物的技術聽起來很科幻，但其實過去為了治療帕金森病，也有研究使用3D列印的技術製作神經注入藥物的輸送裝置，另外，也有科學家已經開發出一種治療神經系統損傷的3D列印神經植入物。

從理論上來講，這些設備結合了生物學和電子學，可以使大腦連接到電腦上，從而解決神經系統的疾病。

同樣的，在另一個實驗用例中，美國陸軍正在研究3D列印生物感測器，期望將來在軍隊中進行生理追蹤，甚至對戰場上的潛在威脅加強判斷的靈敏度。