Các nhà nghiên cứu đã sử dụng in 3-D của các tế bào sụn và vật liệu nano để tạo ra các tai chức năng nhận tín hiệu vô tuyến. Nghiên cứu chứng minh rằng một ngày nào đó có thể tạo ra các mô và cơ quan sinh học.
Trong kỹ thuật mô, tế bào và các vật liệu khác được sử dụng để cải thiện hoặc thay thế các mô của cơ thể, chẳng hạn như xương và sụn. Tuy nhiên, hiện tại, thật khó để tạo ra các cấu trúc 3-D để sử dụng trong cơ thể, đặc biệt là các cơ quan có hình học phức tạp, chẳng hạn như tai.
Để khắc phục vấn đề này, một nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Michael McAlpine tại Đại học Princeton và Tiến sĩ David Gracias tại Đại học Johns Hopkins quay sang phụ gia sản xuất, hoặc 3-D in ấn. Trong quá trình này, một đối tượng 3-D được 'in' bằng cách đặt xuống lớp liên tiếp của vật liệu trong một mô hình dựa trên một mô hình kỹ thuật số.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một thiết kế (CAD) vẽ bằng máy tính của một tai con người đúng là một kế hoạch chi tiết cho việc in ấn. Họ đã sử dụng 3 thành phần như là máy in "mực": các tế bào sụn trong một ma trận hydrogel, silicone kết cấu, và silicone truyền với các hạt nano bạc. e tai được xây dựng theo từng lớp với một máy in 3-D thông thường, với "mực" bạc-truyền hình thành một ăng-ten cuộn.
Nhận tin mới nhất qua email
Trong khoảng thời gian 10 trong điều kiện nuôi cấy, thành phần hydrogel của tai in được tái hấp thu và các tế bào đã phát triển một ma trận ngoại bào, làm mờ tai.
Các nhà nghiên cứu đặc trưng tính chất sinh hóa, cơ khí và chức năng của tai. Họ phát hiện ra rằng "tai cyborg" có thể nhận được tín hiệu trong một dải tần số vô tuyến rộng, với sự diễn xuất của cuộn cảm ứng như một ăng ten thu sóng. e tín hiệu tần số dao động từ 1 MHz đến 5 GHz.
Để chứng minh tính linh hoạt của phương pháp này, các nhà nghiên cứu đã lật thiết kế CAD và tạo ra một tai trái bổ sung. Họ tiếp xúc với tai với tín hiệu ăng-ten của âm thanh nổi trái và phải, thu thập các tín hiệu mà tai nhận được, đưa chúng vào máy hiện sóng kỹ thuật số và phát tín hiệu âm thanh thu được qua loa lớn. Hệ thống này đã tạo ra âm thanh chất lượng cao, như được thể hiện bằng bản tái hiện Für Elise của Beethoven.
Nhìn chung, có những thách thức cơ học và nhiệt với việc kết hợp vật liệu điện tử với vật liệu sinh học ", McAlpine nói. Công việc của chúng tôi cho thấy một cách tiếp cận mới để xây dựng và phát triển sinh học lên với sự kết hợp điện tử và theo định dạng đan xen.
Nghiên cứu bằng chứng nguyên tắc này cho thấy các mô và thiết bị điện tử có thể được kết hợp để tạo thành các cơ quan lai, sinh học. Nhóm nghiên cứu hiện có kế hoạch kết hợp các vật liệu khác để cho phép tai đăng ký âm thanh. In 3-D có thể mở rộng cơ hội tạo ra một thế hệ cấy ghép và phục hình mới để khôi phục lại hoặc thậm chí tăng cường khả năng của con người.
