中国体彩app官方下载-欧洲杯投注指定官网:体彩app官方下载-欧洲杯投注指定官网@

图片
作者:见习记者 姜天海 来源: 发布时间:2013-9-29 11:1:26
3D仿生耳:打造“终结者”赛博格

 
3D打印技术的横空出世救活了不温不火的3D产业。
 
全球各大高校科研机构与企业正在大量投资这一产业,希望能够抢占这一领域的制高点。
 
而在最近,这一技术不仅为耳聋的医患带来了福音,更将具有超能力的“终结者”变为可能。
 
具有超能力的3D仿生耳
 
近日,普林斯顿大学机械与航空工程助理教授Michael McAlpine在接受《科学新闻》的专访时介绍,他的团队已经打造出具有超能力的3D仿生耳朵。下一步,他们将目光放在仿生眼睛和鼻子上。
 
“我们用3D打印机做出的一对仿生耳朵可以听音乐、酷吧!”McAlpine兴奋地告诉记者,我们将里面的电子线圈连接到扬声器上,从扬声器中,我们可以听到这对耳朵真的在听音乐。
 
但是,这还不是最酷的,这款3D仿生耳可以接收到超过常人百万倍的频率。
 
McAlpine举例说,如果常人可以接收到20赫兹到2万赫兹的话,3D仿生耳可以接收到千兆赫兹的频率。3D仿生耳通过电极连接到大脑,在脑中处理这些信息。
 
他戏称,这一创意来自于“终结者”。通过培养生化器官,最终让人类获得超能力。
 
目前,McAlpine估算产业化后,3D仿生耳的价格将不会超过50美元。
 
完美结合电子与生物组织
 
通常,电子与生物组织很难结合在一起,电子比较硬而且容易折断,而生物组织则比较软且灵活。
 
但此次3D打印技术突破了2D的界限,将电子与生物组织完美地结合在一起。从此,科学家可以顺着这个方向探索,将身体组织与集成器件有效地结合在一起,监控身体健康,甚至制造出“终结者”一样的赛博格(cyborg是“可以自我调节的人机系统”)。
 
他们从耳朵做起,因为耳朵的形状难以用传统的组织工程学来重塑。而且耳朵最大的优势在于,其中大部分都是软骨,并没有太多难以制造的血管。
 
为了打造这一仿生器官,他们在计算机上建造出耳朵的模型,引导着3D打印机进行打印。然后在其中加入内部天线,并将其与外部电极相接。
 
在McAlpine的描述中,3D打印机仿佛可以灵活地在三个最难以结合的材料中层层穿梭:厚厚的水凝胶黏性物质上悬浮着牛软骨细胞,悬浮的纳米银颗粒形成的外部缠绕的耳蜗状电极,硅树脂紧紧地包着纳米银颗粒,以增强导电性。
 
“它充当了金属的作用。但由于他们是纳米颗粒,因此可以达到金属打印达不到的水平。”McAlpine说。
 
整个打印需要花费四个小时。然后研究人员将耳朵浸入营养丰富的液体培养皿中进行生长,长出胶原质和其他分子,并用软骨代替之前的包裹物。
 
他们在仿生耳中埋入了线圈,因此这个耳朵可以探测到无线电讯号并进行传播,但是没有声波。McAlpine也指出,未来的模型也可以通过结合压电材料增加新的功能,将机械能转化成电能。
 
最终,这些设备将可以通过同一个机械装置连接人工电子耳蜗,让医患真正可以听到声音,或通过电磁信号的接收获得第六感。
 
打造“终结者”赛博格
 
这一突破不仅有效结合了电子设备与生物材料,更开创了组织工程学的新纪元。
 
困扰组织工程学多年的是如何培养带有血管的器官。
 
“脉管系统具有非常复杂的几何学。”McAlpine说。而3D仿生耳将会是突破打印像肝脏、肾脏以及心脏等带有血管的器官的关键。
 
目前,他们也正在探索如何使用3D打印血管。McAlpine估计这一过程需要5年的时间。
 
但是,仿生耳只是McAlpine的第一步。下一步,他们想要通过3D打印机制造仿生眼睛或鼻子。
 
“理想地来说,你可以在一个培养皿上长出一个人来。”McAlpine开玩笑说,“这些都是巨大的挑战”,但是通过分辨率更高的打印机,他的团队将有可能引入更加高端的电子产品。
 
但是3D仿生耳真正植入人体也需要一个适应过程。
 
“医学研究是一回事儿,而真正将其植入人体就是另一回事。”McAlpine说,即便是在耳聋的医患身上进行耳蜗植入,也是有学习曲线的,需要学习怎么使用听力或者开关自己的“超能力”。
 
但他也相信,人们最终会掌握如何使用这种超能力。■
 
《科学新闻》 (科学新闻2013年第09期 研产牵手)
发E-mail给:      
| 打印 | 评论 |