새로운 연구는 레이저 인쇄 의료 전자 장치를 향한 발걸음을 내디뎠습니다.

Apr 28, 2024

2023년 3월 13일

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랭커스터 대학교

연구자들은 의료 기기를 이식하거나 수리하기 위한 수술 절차에 사용할 수 있는 3D 레이저 인쇄 재료를 향해 큰 진전을 이루었습니다.

Lancaster University의 연구원이 이끄는 과학자 팀은 전도성 고분자 폴리피롤을 사용하여 유연한 전자 장치를 3D 프린팅하는 방법을 개발했으며 이러한 전기 구조를 살아있는 유기체(회충) 위 또는 내부에 직접 인쇄할 수 있음을 보여주었습니다. .

그들의 연구 결과는 Advanced Material Technologies에 게재된 시험관 내 및 생체 내 다광자 제조를 통해 통합 전자 장치를 사용하여 3D 객체 생성이라는 논문에 보고되어 있습니다.

개념 증명 단계에 있지만 연구자들은 이러한 유형의 프로세스가 완전히 개발되면 실시간 건강 모니터링 및 간질 치료와 같은 의료 개입을 포함한 다양한 응용 분야에서 환자 맞춤형 임플란트를 인쇄할 수 있는 잠재력이 있다고 믿습니다. 또는 고통.

Lancaster University의 재료 화학 선임 강사이자 이번 연구의 주요 저자 중 한 명인 John Hardy 박사는 다음과 같이 말했습니다. 예를 들어 센서 등의 접근 방식은 임플란트 방식에 혁명을 일으킬 수 있을 뿐만 아니라 의료 기기를 수리할 수도 있습니다. 예를 들어, 이와 같은 기술은 언젠가 레이저 치과/눈 수술과 유사한 과정을 통해 손상된 이식된 전자 장치를 고치는 데 사용될 수 있습니다. 완전히 성숙되면, 이러한 기술은 현재의 주요 작업을 훨씬 더 간단하고 빠르며 안전하고 저렴한 절차로 변화시킬 수 있습니다."

2단계 연구에서 연구원들은 Nanoscribe(고해상도 레이저 3D 프린터)를 사용하여 실리콘 매트릭스 내에서 직접 전기 회로를 3D 인쇄했습니다(첨가 공정 사용). 그들은 이러한 전자 장치가 시험관 내에서 마우스 뉴런을 자극할 수 있음을 입증했습니다(생체 내에서 뇌 심부 자극에 신경 전극이 사용되는 방식과 유사함).

뇌 자극 연구를 주도한 이번 연구의 공동저자이자 유니버시티 칼리지 런던(University College London)의 신경과학 강사인 데미안 커밍스(Damian Cummings) 박사는 "우리는 3D 프린팅된 전극을 쥐의 뇌 조직 조각에 배치하여 살아있게 했습니다"라고 말했습니다. "이 접근법을 사용하여 생체 내에서 관찰된 것과 유사한 신경 반응을 불러일으킬 수 있었습니다. 광범위한 조직에 대해 쉽게 맞춤화된 임플란트는 치료 잠재력을 모두 제공하고 많은 연구 분야에서 활용될 수 있습니다."

연구의 두 번째 단계에서 연구원들은 선충류의 전도성 구조를 직접 3D 프린팅하여 전체 과정(잉크 제제, 레이저 노출 및 인쇄)이 살아있는 유기체와 호환된다는 것을 입증했습니다.

이번 연구의 또 다른 주요 저자이자 랭커스터 대학 생물의학 선임 강사인 Alexandre Benedetto 박사는 "우리는 본질적으로 바늘 대신 스마트 잉크와 레이저를 사용하여 작은 벌레에 전도성 패치를 문신으로 새겼습니다. 이는 그러한 기술이 다음을 달성할 수 있음을 보여주었습니다. 의료 응용 분야에 필요한 해상도, 안전성 및 편안함 수준입니다. 적외선 레이저 기술, 스마트 잉크 제제 및 전달의 개선은 이러한 접근 방식을 임상에 적용하는 데 중요하지만 매우 흥미로운 생물 의학 혁신을 위한 길을 열어줍니다."

연구원들은 이러한 결과가 차세대 첨단 재료 기술, 특히 기술 및 맞춤형 의료 응용 분야를 위한 통합 전자 장치를 생산하기 위한 적층 제조 접근 방식의 잠재력을 강조하는 중요한 단계라고 믿습니다.