2018/05/09
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3D打印技术让你成为一件行走的电子产品
明尼苏达大学的研究人员在研究中，首次成功地在人体皮肤上直接3D打印电子产品。研究人员使用的是便携式桌面3D打印机，直接在人手背上制造功能电子元件。使用特殊的运动传感系统来防止由于手部运动而在打印过程中发生任何错误。这项技术将来可用于将临时传感器放在人体上，以检测化学或生物制剂，甚至是以对基本电子设备进行充电的太阳能电池。该团队还将生物细胞直接打印在小鼠皮肤上。
电子产品可直接打印在皮肤上
明尼苏达大学机械工程系副教授Michael McAlpine 表示：“当在皮肤上进行3D 打印时，尽管人在努力保持静止，但细微运动仍然避免不了，况且每只手的状态都不一样。这种打印机可以利用标记，追踪手的运动，根据手的运动和外型进行实时调整，所以打印的电子器件能够保持住电路形状”。
这款全新3D打印便携式打印机，它使用价格低于400美元，研究人员设想一个士兵可以将这台打印机从背包里拿出来，直接在皮肤上打印出他们需要的化学传感器或其他电子产品，这就像是一把未来的‘瑞士军刀’。他们所需要的一切都可以使用便携式3D打印机进行打印。
最近几年随着技术的不断发展，3D打印电子产品迅速发展，以满足日益增长的电子设备小型化的需求。3D直接打印电子产品在皮肤上，首先将分立的电子元件放置在主体的手上，3D打印电子产品围绕皮肤打印。作为完成电路的演示，LED成功通电。打印电子设备完成后，它们很容易用镊子剥离或用水冲洗掉。
手部直接3D打印
无论一个人多么努力地尝试保持静止，他也会轻微地运动，而且每只手都不相同。这种打印机可以利用标记，追踪手的运动，根据手的运动和外型进行实时调整，所以打印的电子器件能够保持住电路形状。
使用3D打印技术突破的关键创新之一是创造了一种由银片制成的专用墨水。与其他需要在高温下固化并且在打印过程中会烧伤手的3D打印油墨不同，该油墨能够在室温下固化并且能够进行传导。
为了进一步研究3D打印在皮肤上的应用，该研究团队与明尼苏达大学儿科医生和医学院院长JakubTolar合作，他是世界知名的罕见皮肤病治疗专家。他们使用特殊的生物墨水将有机细胞打印到老鼠皮肤上的伤口上。未来，这种技术的发展可能会导致先进的新型医学治疗方法，从而改善伤口愈合和皮肤移植物的直接3D打印，适用于患有皮损和其他皮肤病的人群。
是不是觉得3D打印技术的强大，没有什么解决不了的问题，目前美国研究人员已经开发出一种新的生物墨水用于3D打印，其中包括富含血小板的血浆。这将使3D生物打印组织改善愈合性能。血液中的血小板使伤口周围凝结，同时也修复血管、皮肤、肌肉、肌腱等软组织的损伤。使用富含血小板的血浆物质作为外科治疗，并将其与生物打印相结合，可以打开一个全新的医疗应用领域。
3D打印治愈皮肤
该团队的生物墨水中含有一种海藻酸凝胶与血小板细胞的混合物。第一阶段是测试其影响愈合的能力。随后，氯化钙被添加到墨水中，在海藻酸盐的聚合物链之间形成化学键。这使材料更加粘稠，仍可用于3D打印。一些结构用墨水印刷，包括一个网格，一个树状结构和一个蛇形线。
研究人员已经尝试过使用不同的墨水，例如由银片制成的专用墨水。这种墨水可以在室温下固化和传导。这具有用于需要高温操作的3D打印机的传统墨水的优点。这意味着可以使用更敏感的油墨，这将有助于某些类型的连接可穿戴技术。
Michael McAlpine表示：“我们设想一个士兵可以将这台打印机从背包里拿出来，直接在皮肤上打印出他们需要的化学传感器或其他电子设备，它就像一把'瑞士军刀'将他们所需要的一切全部放在一台便携式3D打印工具中。”
生物墨水引起化学反应
3D打印结构浸入氯化钙溶液中，以进一步强化它们，这是人体自身使用的一种方法。受伤部位通常会自然地提高钙的水平，所以在植入体内时，这将有助于增强3D生物打印海藻酸盐的结构。当发展到外科应用水平时，生物墨水也可以与病人自己的血小板和其他细胞混合。这种混合物可以将对植入的3D生物打印结构的免疫反应的风险降到最低。
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