可植入人体的3D打印微机电零件：让假肢/假体也有感觉
- 583
- 0
虽然大家可能没有听说过什么微机电，但是实际上各种微机电零件正充斥着我们的生活。它们告诉着我们的智能手机屏幕什么时候需要旋转，也让我们的电子照相机顺利的对焦到正确的位置等等。而现在，以色列特拉维夫大学的研究人员们又开发出一种新的，以具有生物相容性的材料为原料的的3D打印微机电的工艺，这种工艺能生产可安全植入动物或人体内的微机电零件，而这些零件能让人造的假肢/假体也能接受周围环境的刺激，并且做出相应的反应。因此，它们很有可能会成为我们的下一代医疗检测、治疗、甚至能力增强设备。再想象一下科幻电影里那些植入一个芯片就能让你具有各种超能力的画面，如果手术植入不疼的话，你会想要给自己植入什么超能力呢？首先介绍一下什么是微机电系统（MEMS），它是各种微机电零件的统称。它们通常会被制作成微型感受器或者执行器。微型感受器负责接受它们周围的机械或化学信号，将它们转换成电信号。比如说你的智能手机里的微型加速度传感器，就是用来将手机翻转的机械信号转换成电信号，通知你的手机屏幕什么时候该旋转。而微型执行器则和感受器相反，是将电信号转换成其他信号，比如机械信号。你的电子相机能够流畅的自动对焦就是得益于相机里的微机电执行器。这两种类型的微机电系统都是由微米或者纳米级别的元件（比如薄膜）组成的。传统的微机电零件的生产原料是硅，其生产工艺全是从半导体工业借鉴而来。
而特拉维夫大学电子工程系及机械工程系的科研人员们发明的这种全新的微机电系统打印工艺，是采用具有超高柔性、对生物无毒的有机高聚合物为原料，用3D打印为生产方法，生产出像橡胶般柔软、像纸一样薄的高聚物薄膜，来作为微米或纳米级的感受器和执行器。和传统工艺相比，用此种工艺生产的微机电零件能够更安全舒适的被植入人体，而且还比硅原料的微电机更节省能源。 因此，非常适合被用来制作植入式医疗监控设备，或智能假肢。他们的打印工艺发表在国际学术期刊“微电子工程（Microelectronic Engineering）”上，并在AVS第59届国际研讨会上展出。
实际上目前世界上已经有一些采用传统生产方式生产的带微机电零件的生物假肢，它们能够对患者的神经系统，或者对其外在环境的某些刺激做出反应。还有一些能够为瘫痪病人控制排尿的假膀胱等等。但是如果将这些假肢/假体中的微机电零件都换成本文中介绍的这种无毒的高聚合物薄膜材质，那么这些假肢/假体将会更加舒适，高效，安全的呆在患者体内。本项目负责人Engel说：“想要让高聚合物材质的微机电零件能够真正进入到行业内，就必须依靠3D打印科技的发展，只有打印成本降下来了才有可能量产。（实际上）我们组（研发）的新高聚物薄膜已经能够很快、很经济的被生产了。”
据本项目的科研人员介绍，这种高聚物薄膜的原材料由法国化学制品生产商Arkem/Piezotech提供。“他们给我们提供材料，让我们看看我们都能用它制作些什么设备” Engel说：“这个领域就好像成人的乐高玩具。”
而下一步，他们打算用打印工艺去制作微米和纳米级别的全聚合物功能性的感受器和执行器，比如人工肌肉上需要的感应器，以及能卷起来放你口袋里的柔性屏幕上的微机电零件等等。
（新闻源：特拉维夫大学）
(本文作者为"fangpian3",最初发表于fangpian3.com,该网站现与诺研3D打印服务网合并为同一网站)