3-D印刷电子元件和细胞直接印在皮肤上

在一项开创性的新研究中，明尼苏达大学的研究人员首次使用定制的低成本3D打印机在真手上打印电子产品。战场上的士兵可以使用该技术在他们的身体上打印临时传感器，以检测化学或生物制剂或太阳能电池，为基本电子设备充电。

研究人员还成功地在小鼠的皮肤伤口上印刷了生物细胞。该技术可以为伤口愈合和皮肤病的移植物的直接印刷提供新的医学治疗。

该研究报告今天发表在学术期刊Advanced Materials的封底内容上。

“我们很高兴看到这种新型3D打印技术的潜力，使用价格低于400美元的便携式轻型打印机，”该研究的主要作者，明尼苏达大学Benjamin Mayhugh机械工程副教授Michael McAlpine说。“我们想象一名士兵可以将这台打印机从背包中拉出来，直接在皮肤上打印化学传感器或其他所需的电子设备。这就像未来的'瑞士军刀'，他们需要的一切都在一个便携式3D打印工具。“

新3D打印技术的关键创新之一是该打印机可以在打印过程中适应身体的微小移动。将临时标记物放置在皮肤上并扫描皮肤。打印机使用计算机视觉来实时调整运动。

“无论人们在皮肤上使用打印机时如何努力保持静止，一个人会轻微移动，每只手都不同，”McAlpine说。“该打印机可以使用标记跟踪手，并实时调整手的动作和轮廓，因此电子设备的打印可以保持其电路形状。”

这种3D打印技术的另一个独特之处在于它使用由银薄片制成的专用墨水，可以在室温下固化和导电。这与需要在高温(高达100摄氏度或212华氏度)下固化并且会烧伤手的其他3D打印墨水不同。

为了移除电子器件，人们可以简单地用镊子剥离电子设备或用水冲洗掉电子设备。

除了电子产品，新的3D打印技术为许多其他应用铺平了道路，包括印刷细胞，以帮助皮肤病患者。McAlpine的团队与明尼苏达大学儿科系医生和医学院院长雅各布托拉尔合作，他是治疗罕见皮肤病的专家。该团队成功地使用bioink在小鼠皮肤伤口上印刷细胞，这可能为皮肤病患者带来先进的医学治疗。

“我对直接在皮肤上印刷电子元件或细胞的想法着迷，”McAlpine说。“这是一个非常简单的想法，并且在未来的重要应用中具有无限的潜力。”