Nova pesquisa dá um passo em direção à eletrônica médica impressa a laser

Apr 28, 2024

13 de março de 2023

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pela Universidade de Lancaster

Os pesquisadores deram um grande passo em direção a materiais impressos em 3D a laser que poderiam ser usados ​​em procedimentos cirúrgicos para implantar ou reparar dispositivos médicos.

Uma equipe de cientistas, liderada por pesquisadores da Universidade de Lancaster, desenvolveu um método para imprimir eletrônicos flexíveis em 3D usando o polímero condutor polipirrol, e mostraram que é possível imprimir diretamente essas estruturas elétricas em ou em organismos vivos (lombrigas). .

Suas descobertas são relatadas no artigo Criando objetos 3D com eletrônica integrada por meio de fabricação multifotônica in vitro e in vivo, publicado na Advanced Material Technologies.

Embora esteja numa fase de prova de conceito, os investigadores acreditam que este tipo de processo, quando totalmente desenvolvido, tem potencial para imprimir implantes específicos de pacientes para uma variedade de aplicações, incluindo monitorização da saúde em tempo real e intervenções médicas, como o tratamento da epilepsia. ou dor.

John Hardy, professor sênior de química de materiais na Lancaster University e um dos principais autores do estudo, disse: "Esta abordagem transforma potencialmente a fabricação de eletrônicos 3D complexos para aplicações técnicas e médicas - incluindo estruturas para comunicação, displays e sensores, por exemplo. Essas abordagens podem revolucionar a maneira como implantamos, mas também reparamos dispositivos médicos. Por exemplo, um dia tecnologias como essa poderão ser usadas para consertar componentes eletrônicos implantados quebrados por meio de um processo semelhante à cirurgia dentária/ocular a laser. Quando estiverem totalmente maduros, tal tecnologia poderia transformar uma operação atualmente importante em um procedimento muito mais simples, rápido, seguro e barato."

Em um estudo de duas etapas, os pesquisadores usaram uma Nanoscribe (uma impressora 3D a laser de alta resolução) para imprimir em 3D um circuito elétrico diretamente dentro de uma matriz de silicone (usando um processo aditivo). Eles demonstraram que esses eletrônicos podem estimular neurônios de camundongos in vitro (semelhante à forma como os eletrodos neurais são usados ​​para estimulação cerebral profunda in vivo).

Damian Cummings, professor de neurociência na University College London, coautor do estudo e líder do trabalho de estimulação cerebral, disse: “Pegamos eletrodos impressos em 3D e os colocamos em uma fatia de tecido cerebral de camundongo que mantivemos vivo em vitro. Usando esta abordagem, poderíamos evocar respostas neuronais semelhantes às observadas in vivo. Implantes prontamente personalizados para uma ampla gama de tecidos oferecem potencial terapêutico e podem ser utilizados em muitos campos de pesquisa."

Na segunda etapa do estudo, os pesquisadores imprimiram estruturas condutoras em 3D diretamente em vermes nematóides, demonstrando que todo o processo (formulações de tintas, exposição a laser e impressão) é compatível com organismos vivos.

Alexandre Benedetto, professor sênior de biomedicina na Universidade de Lancaster e outro autor principal do estudo, disse: "Basicamente tatuamos manchas condutoras em pequenos vermes usando tinta inteligente e lasers em vez de agulhas. Isso nos mostrou que essa tecnologia pode alcançar o níveis de resolução, segurança e conforto necessários para aplicações médicas. Embora a melhoria na tecnologia de laser infravermelho e a formulação e distribuição inteligentes de tintas sejam essenciais para traduzir essas abordagens para a clínica, elas abrem caminho para inovações biomédicas muito interessantes."

Os investigadores acreditam que estes resultados são um passo importante que destaca o potencial das abordagens de fabrico aditivo para produzir tecnologias de materiais avançados de próxima geração – em particular, eletrónica integrada para aplicações médicas técnicas e personalizadas.