微電極軟質印刷 或改變內科診療方式

微電極可用於直接測量大腦或心髒中的電信號，不過需要精確而無傷害地列印在柔軟的人體內髒器官上。如何將電極列印到柔軟物體上帶來了重大挑戰。慕尼黑科技大學（TUM）的一個研究團隊現在已經成功地將電極直接印刷到軟質基材上，從而開啟了微電極植入人體的可能性。

橡皮軟糖上列印微電極陣列 圖源TUM官網

來自TUM和尤利西研究中心的科研人員已經成功地利用噴墨列印技術將微電極印刷在橡皮糖上。這並不是給糖果打上商家logo，而是有現實的醫學應用意義。大量電極組成檢測單元，可以檢測神經元或肌肉細胞的活動引起的電壓變化，從而為診斷或治療提供準確依據。

橡皮軟糖列印微電極，重要突破就在於在軟性材料上實現微小電路的精確列印列印，這在活細胞中使用微電極陣列是非常重要的。微電極陣列已經不是新技術，它們是一種微型的電子電路，難點在於如何無損、無排異反應地植入人體。當它們與活細胞接觸時，硬度會影響細胞的形狀和組織；在體內，硬質材料會引發炎症或器官功能喪失。

明膠材料的微電極植入人體 檢測心髒、神經系統的病變 圖源TUM官網

微電極陣列細節圖源TUM官網

研究團隊使用高科技版本的噴墨印表機，列印寬度僅30微米的電極。電極本身印有碳基油墨，並在電極上添加了保護層來屏蔽雜亂的干擾電信號。研究人員在各種基材上測試了這一工藝，包括聚二甲基矽氧烷（PDMS），還有各種形式的明膠，也就是圖中的橡皮軟糖。實驗結果表明，塗有明膠的植入物可以明顯減少活體組織的排異反應。

微電極陣列列印過程 圖源TUM官網

微電極軟質材料印刷技術可用於許多不同的領域，而且還可能改變患者的治療方式。 “將來，類似的微電極軟結構可用於監測身體的神經或心髒功能，例如可用作心髒起搏器，”Wolfrum教授說。目前他的團隊正在嘗試列印更複雜的三維微電極陣列，研究微電極植入物可能擁有的更多檢測功能。