近年来,对于个性化健康监测、远程疾病管理以及实时生理数据收集的需求日益增加,促进了可穿戴以及植入式相关的生物电子的快速发展。通过采用先进的加工制造方案,可以实现新型材料与复杂结构的可控制备。其中,三维打印,也称增材制造,作为一种新兴的制造技术,为下一代生物电子发展带来了更多的可能性。
图4. 基于三维打印的可植入生物电子器件
该领域下一阶段的发展趋势将是构建系统级全兼容的三维打印集成系统,通过进一步简化加工工艺以整合更多设备,实现大规模批量化生产和商业化运营的最终目标。因此,一方面需要加强定制化多功能油墨材料的研究以开发可扩展的设计结构,并完善打印前后过程中材料的兼容性,另一方面要确保三维打印生物电子的可重复性,已满足临床应用转化的要求,这也取决于定制化油墨制备存储过程中的一致性和稳定性。
显然,三维打印在生物医学工程领域展现出了令人兴奋的机遇,通过新油墨的拓宽来增强器件的功能,并通过可控的高精度、多喷嘴打印方式,构建更为复杂的多模态集成系统。最终,具有高灵敏度理化传感功能的面向皮肤界面的可穿戴生物传感器能够实时监测各类生物标志物,以实现持续非侵入的健康监测,配合可穿戴能量采集和存储模块实现长时间稳定可靠工作,最终将采集得到的信息与机器学习算法和数据分析相结合,实现健康状况的个性化预测,并提供更为高效准确的远程医疗干预。
课题组网址:https://www.gao.caltech.edu
论文题目:Direct-ink-writing 3D-printed bioelectronics
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.mattod.2023.09.006
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