پرینت سه بعدی ایمپلنت های مغز انعطاف پذیر

تیمی از محققان دانشگاه MIT در حال کار بر روی پرینت سه بعدی ایمپلنت های عصبی با نرمی و انعطاف پذیری همانند لاستیک هستند. ایمپلنت های مغزی تولید شده به روش های سنتی فلزی و سخت می باشند. تکنولوژی پرینتر سه بعدی امکان ساخت ایمپلنت هایی سازگار با خطوط مغز ما را فراهم ساخته و از این طریق از التهاب و تجمع بافت های زخم جلوگیری می کند. این تیم تحقیقاتی یک ایمپلنت عصبی را با استفاده از یک پلیمر رسانا و تکنولوژی پرینت سه بعدی تولید و در مغز یک موش تعبیه کردند. این الکترودها در مرحله آزمایش، تصویری دقیق از فعالیت مغز موش ارائه دادند.

فهرست محتوای مقاله

ساخت ایمپلنت های مغز انعطاف پذیر با استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی

به طور کلی در بخش های پزشکی و به ویژه دندانپزشکی، فناوری پرینت سه بعدی به طراحی ایمپلنت های متناسب با مورفولوژی هر بیمار کمک می کند. همچنین تکنولوژی پرینت سه بعدی می تواند در مرحله تحقیق و توسعه به منظور درک ساختارهای پیچیده و تسهیل فرایند توسعه راه حل ها مورد استفاده قرار گیرد. هنگامی که صحبت از مطالعه یکی از پیچیده ترین اندام های حیاتی یعنی مغز می شود، فناوری پرینت سه بعدی می تواند به طراحی دستگاه هایی برای مطالعه، آزمایش و نظارت کمک کند. تیم تحقیقاتی دانشگاه MIT به سرپرستی Xuanhe Zhao از فناوری های پرینت سه‌ بعدی برای توسعه ایمپلنت های مغز انعطاف پذیر با توانایی نظارت بر فعالیت اعضای بدن در طولانی مدت استفاده کرده است.

ساخت ایمپلنت های مغز انعطاف پذیر با استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی

پرینت سه بعدی پلیمر جهت تولید ایمپلنت های عصبی

با توجه به این موضوع که الکترودها و ایمپلنت های فلزی برای استفاده در دراز مدت مناسب نیستند، محققان دانشگاه MIT از یک پلیمر رسانا استفاده کردند. امروزه بیشتر محلول های پلیمری رسانا موجود در بازار به عنوان روکش های آنتی استاتیک استفاده می شوند. یک دانشجوی فارغ التحصیل از گروه تحقیقاتیMIT به نام Hyunwoo Yuk گفت: “پلیمر مایع بیشتر برای پوشش های همگن می باشد و استفاده از این روش برای هر الگوی دو بعدی با وضوح بالا دشوار است و استفاده از آن به صورت سه بعدی نیز غیرممکن می باشد.”

پلیمر مورد استفاده یک PEDOT: PSS می باشد که یک ماده رسانا است و معمولاً به شکل یک جوهر مایع به رنگ آبی تیره عرضه می شود. این تیم توضیح می دهند که این مواد را منجمد وخشک می کنند تا یک ماده خشک از الیاف نانو رسانا به دست آید، سپس این ماده با یک هیدروژل متشکل از آب و حلال ارگانیک مخلوط می گردد. به منظور ایجاد خمیری مشابه خمیر دندان، ۵-۸٪ الیاف های نانو به ماده فوق اضافه می شود. این کار ضخامت لازم جهت تزریق و ساخت محصول چاپ سه بعدی شده مورد نظر را فراهم می سازد.

ساخت الکترودها با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی

تیم تحقیقاتی دانشگاه MIT به منظور آزمایش این مواد، یک الکترود کوچک لاستیکی را پرینت سه بعدی کردند. این اکترود از یک لایه پلیمر انعطاف پذیر و شفاف تشکیل شده است که پلیمر رسانا در خطوط موازی نازک بر روی آن تزریق می شود و همه آنها در یک نقطه واحد به اندازه کافی کوچک برای دریافت سیگنال های الکتریکی یک نورون واحد (عرض حدود ۱۰ میکرون) همگرا هستند. این الکترود در مغز یک موش تعبیه شد واین تیم توانست با ضبط یکی از سلولهای عصبی بر فعالیت مغز نظارت داشته باشد. پروفسور Zhao توضیح می داد: “الکترودهای تولید شده به روش سنتی سیم های فلزی سفت و سختی هستند و در هنگام لرزش می توانند به بافت ها آسیب برسانند. علاوه بر این، حساسیت این الکترودهای پرینت سه بعدی شده بیشتر است. ”

ساخت الکترودها با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی

علاوه بر این دستاورد، تیم تحقیقاتی دانشگاه MIT یک الکترود آرایه را با الکترودهای بسیار باریک پرینت سه بعدی کرد. همه این آزمایشات می توانند در ایجاد تکنیک های درمانی طولانی مدت مغز و ایمپلنت های عصبی برای انواع اختلالات عصبی مفید باشند.

منبع: https://www.3dnatives.com/

در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.