ミネソタ大学の研究者チームは、 カスタムエレクトロニクスと細胞を直接皮膚に印刷する $ 3未満の費用を要するポータブルで軽量な400Dプリンタを使用しています。

この新技術は、3D印刷とウェアラブルエレクトロニクスの両方において潜在的な画期的なものであり、軍隊から医療に至るまでのさまざまな分野に適用することができます。

研究はジャーナルに発表されています 先端材料.

テクノロジー

従来の3Dプリンタは静的で平坦な面にしか印刷できませんでしたが、新しい3D印刷技術では電子サーフェスと移動する面に任意の形状のセルを直接印刷できます ミネソタ大学の博士候補であり、新技術を開発した研究チームのメンバーであるZhijie Zhu氏。

プリンタは、表面に戦略的に配置された一時的なマーカーを使用して動きを追跡します。 センサは走査され、コンピュータに表面の空間マップが提供される。 次に、コンピュータビジョンシステムを使用して、プリンタはサーフェス上の移動を追跡し、印刷時にそれらに合わせて調整します。

これにより、コンピュータは人の身体の最小の動きに合わせることができます。

「誰かが肌でプリンターを使用しているときに誰かが一生懸命動こうとしていても、人はわずかに動いていて、すべての手が違う」 マイケル・マックアルパイン、鉛の著者とミネソタ大学の機械工学のBenjamin Mayhugh准教授は声明で言った。

研究者は、それを燃やさずに人間の皮膚に適用できる導電性インクを設計しなければならなかった。

「多くの導電性インクは、高い導電性を得るためには高温処理が必要です。

「課題の1つは、室温下で高い導電率に達するインクを設計することです。

研究者らは、より低温で硬化して行うことができる銀フレークで作られた特殊インクを作成することによってこの問題を解決しました。 インクは、ピンセットを用いて容易に除去されるか、または水で洗い流される。

新しい3D印刷技術は、再生可能な植物製品から作られたバイオプラスチックのような従来の3D印刷材料を使用することができます。

アプリケーション

研究者は、その技術には多くの潜在的な応用があると考えています

彼らは兵士や遠征チームのメンバーが持ち運び可能な軽量プリンタをバックパックから引き出し、生物剤や太陽電池を検出して電子機器を充電できる一時的なセンサを印刷することを想定しています。

McAlpine氏は、次のように述べています。「これは、将来のスイスアーミーナイフのようなもので、ポータブルな3D印刷ツールで必要なものすべてを備えています。

追跡者は昆虫や動物に直接印刷することができ、生態系に自己分散型データコレクターを作成することができます。

この技術は、皮膚疾患に罹患している患者に皮膚細胞を直接印刷するためにも使用することができる。

「先進的な在宅医療は、この汎用3D印刷システムの恩恵を受けるため、病院に行く必要なしに現場で印刷された生物医学装置や自宅での組織修復などのサービスを受けることができます。

テストでは、研究者は、ミネソタ大学医学部小児科医学部課と協力して Jakub Tolar3D印刷テクニックの潜在的な医学的用途を模索するために、珍しい皮膚疾患の治療法を専門としています。

印刷材料として「bioink」を使用して、彼らはマウスの皮膚創傷上に細胞を首尾よく印刷することができた。

McAlpine氏は、「エレクトロニクスや細胞を直接皮膚に印刷するというアイデアに魅了されている」と述べた。

「これは簡単な考えであり、将来重要なアプリケーションに無限の可能性を秘めています。

研究者が進むにつれ、彼らはさらに多くの用途を可能にするために印刷システムを開発し続けます。

「さらなる印刷には、適応印刷システムのさらなる最適化と、オンボディプリンティング用の機能材料の多様なパレットの開発が含まれます。