神奇:3D打印的仿生耳可以听到无线电频率
在普林斯顿大学的科学家们使用的现成的3D印刷工具创建一个功能的耳边说，可以“听”远远超出正常人类的能力范围内的无线电频率。
研究人员的主要目的是探索出一条高效和灵活的手段，以电子与组织合并。科学家利用3D打印的细胞和纳米粒子，然后通过细胞培养软骨结合一个小线圈天线，创造他们所谓仿生耳。
“在一般情况下，有接口的电子材料与生物材料的力学性能和热挑战，”迈克尔·麦卡尔平说，在普林斯顿大学机械和航空航天工程助理教授，首席研究员。“在此之前，研究人员已经提出了一些策略来定制电子合并，这是那么别扭。这通常发生在二维图纸的电子和表面组织，但是，我们的工作提出了新的方法 - 建立和发展生物的的电子协同作用，在三维交织格式。
麦卡尔平的球队已经取得了一些进步，近年来，涉及使用小规模的医疗传感器和天线。去年，麦卡尔平纳温维尔马，电气工程助理教授，FIO Omenetto塔夫茨大学领导的研究工作，导致发展的一个“纹身”的生物传感器和天线可以贴牙齿表面。
然而，这个项目，首先是球队的努力营造一个全功能的器官：一个人的能力，不仅重复了，而是延伸使用嵌入式电子。
“加强人的能力，被称为控制论的的仿生器官和设备的设计和实施，一直是科学的兴趣的增加面积，”研究人员写道，在文章中出现的学术期刊“纳米快报”（Nano Letters）。“这个领域有可能产生人体定制替换部件，甚至创造超越人类生物学通常提供器官功能。”
标准组织工程涉及种子类型的细胞，如那些形式耳软骨到支架材料的聚合物材料，被称为水凝胶。然而，研究人员说，这种技术复制复杂的三维生物结构有问题。耳再造“仍然在整形外科领域最棘手的问题之一，”他们写道。
为了解决这个问题，球队竟然名为3D打印的制造方法。
科学家们使用的3-D打印合并组织和能够接收无线电信号的天线。 信用：图片由弗兰克·沃伊切霍夫斯基
创建机关使用3D打印机是最近的进步，多个研究小组报道在过去的几个月里，使用该技术用于此目的。但是，这是第一次，研究人员已经证实，三维印刷是一种方便的策略交织组织与电子。
这项技术使研究人员能够结合人耳的高度复杂的拓扑结构与组织内的天线电子。研究人员使用一个普通的3D打印机，水凝胶和小腿细胞矩阵相结合的银纳米粒子形成天线。小腿后来发展成软骨细胞。
麦卡尔平的实验室和论文的主要作者，研究生，马努Mannoor说，添加剂制造开辟了新的方式来思考电子与生物组织的整合，并使得真正的仿生器官的创作在形式和功能。他说，它可能是可能的整合成各种生物组织的传感器，例如，监控对病人的膝关节半月板的应力。
大卫格拉西亚斯，在约翰霍普金斯大学副教授和共同作者的出版物，说生物学和电子之间的鸿沟，弥合代表一项艰巨的挑战，需要加以克服，以使创建智能假肢和植入。
“生物结构软，粘糊糊的，大多是由水和有机分子组成，而传统的电子设备是硬而干，主要是金属，半导体和无机介质的组成，”他说。“ “这两个材料类之间的物理和化学性质的差异也就不会有任何更明显。”
由完成的耳内的软骨结构的螺旋天线。两线导致的耳朵和周围的螺旋“耳蜗”风 - 从基础的一部分，感觉声音的耳朵 - 可以连接到电极。尽管麦卡尔平警告说，进一步的工作和广泛的测试之前需要做的技术可以用在一个病人，他说，原则上可以用来恢复或提高人类听觉的耳朵。他说，耳朵所产生的电信号可以连接到病人的神经末梢，类似助听器。目前的系统接收无线电波，但他说，研究小组计划将其他材料，如压力敏感的电子传感器，使耳朵注册声学声音。
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