微电极软质印刷或改变内科诊疗方式

原标题：微电极软质印刷 或改变内科诊疗方式

微电极可用于直接测量大脑或心脏中的电信号，不过需要精确而无伤害地打印在柔软的人体内脏器官上。如何将电极打印到柔软物体上带来了重大挑战。慕尼黑科技大学（TUM）的一个研究团队现在已经成功地将电极直接印刷到软质基材上，从而开启了微电极植入人体的可能性。

橡皮软糖上打印微电极阵列 图源TUM官网

来自TUM和尤利西研究中心的科研人员已经成功地利用喷墨打印技术将微电极印刷在橡皮糖上。这并不是给糖果打上商家logo，而是有现实的医学应用意义。大量电极组成检测单元，可以检测神经元或肌肉细胞的活动引起的电压变化，从而为诊断或治疗提供准确依据。

橡皮软糖打印微电极，重要突破就在于在软性材料上实现微小电路的精确打印打印，这在活细胞中使用微电极阵列是非常重要的。微电极阵列已经不是新技术，它们是一种微型的电子电路，难点在于如何无损、无排异反应地植入人体。当它们与活细胞接触时，硬度会影响细胞的形状和组织；在体内，硬质材料会引发炎症或器官功能丧失。

明胶材料的微电极植入人体 检测心脏、神经系统的病变 图源TUM官网

微电极阵列细节图源TUM官网

研究团队使用高科技版本的喷墨打印机，打印宽度仅30微米的电极。电极本身印有碳基油墨，并在电极上添加了保护层来屏蔽杂乱的干扰电信号。研究人员在各种基材上测试了这一工艺，包括聚二甲基硅氧烷（PDMS），还有各种形式的明胶，也就是图中的橡皮软糖。实验结果表明，涂有明胶的植入物可以明显减少活体组织的排异反应。

微电极阵列打印过程 图源TUM官网

微电极软质材料印刷技术可用于许多不同的领域，而且还可能改变患者的治疗方式。 “将来，类似的微电极软结构可用于监测身体的神经或心脏功能，例如可用作心脏起搏器，”Wolfrum教授说。目前他的团队正在尝试打印更复杂的三维微电极阵列，研究微电极植入物可能拥有的更多检测功能。