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創新 3D 打印技術，將電子元件和細胞直接印在皮膚上

2018-05-16

美國明尼蘇達大學（University of Minnesota）研究人員首次使用客制化且低成本的 3D 打印技術，在手臂上印制電子產品，這項技術可以應用在戰場士兵，借由打印的感應器來檢測身體所含化學物質或生物分子。

此外，也還能印制太陽能電池，幫簡易電子設備充電；研究人員還成功將生物細胞印制在小鼠傷口上，發現這項技術可能為傷口愈合和皮膚相關疾病提供新的治療方式。

這項研究報告發布在學術期刊《先進材料》（Advanced Materials）。

研究第一作者、明尼蘇達大學機械工程副教授 Michael McAlpine 表示：「我們對這項 3D 打印技術感到興奮，而且這臺方便攜帶的 3D 印表機價錢低于 400 美元。想像一位士兵可以從背包里拿出這臺印表機，直接在他的皮膚上打印感應器或是他需要的電子產品，士兵們需要的物品都能放在一臺輕便且好攜帶的 3D 印表機中。」

這個 3D 印表機的關鍵技術在于打印過程中能適應身體的微小振動，也會利用計算機視覺（computer vision，利用攝影機和電腦代替人眼辨識目標、跟蹤和測量，并做圖像處理）調整運動位置。

McAlpine 副教授談到：「在皮膚使用印表機時，即使人們想努力保持靜止仍會有輕微晃動，且每個人晃動幅度都不一樣，而這臺印表機利用標記追蹤手部輪廓和運動方式，并即時調整位置，因此打印出來的電子元件依然保持完整。」

這項 3D 打印技術另一個獨到之處在于它使用「銀片」為專用墨水，因此在室溫下固化且能導電。這比起需要在高溫下（攝氏 100 度）才能固化的油墨更方便，且不會燒傷手。移除打印上去的電子元件也十分簡單，只要使用鑷子將它夾起或用水清洗即可。

除了應用在電子元件，創新的 3D 打印技術還能印出細胞，幫助治療皮膚病患者。McAlpine 團隊與明尼蘇達大學醫學院的兒科醫生 Dean Jakub Tolar 合作，成功使用「生物墨水」（bioink）印制出小鼠傷口周圍的受傷細胞，這也開創了先進醫學實驗對皮膚病的治療。

McAlpine 說：「我很喜歡將電子元件或細胞直接印制在皮膚上的想法，聽上去簡單，但對未來的應用開創卻有無限潛力。」