Nano Dimension 利用微型 3D 打印医疗设备探测脑神经元电信号

2024年6月17日，南极熊获悉，以色列电子 3D 打印机制造商 Nano Dimension 生产了一种微型 3D 打印医疗设备，用于在新的生物医学研究项目中记录小鼠的神经活动。


△ 用于医疗设备的微型 3D 打印部件

Nano Dimension 与加拿大和法国的三家领先研究中心合作开展研究，研究内容是评估与处理体感信息相关的神经回路机制。体感是感知触觉、温度、疼痛和身体位置的能力。 Nano Dimension 利用 Fabrica Micro 3D 打印机满足 2.7 毫米宽医疗设备的微米级精度要求，包括 110μm 大小的电极孔。

微型 3D 打印技术的优势

微型 3D 打印医疗设备仅用了一周时间就完成了 3D 打印，而使用传统制造工艺则需要更长的时间。研究人员之一的波尔多大学博士生 Louison Brochoire 表示：“如果使用其他方法，生产需要几个月的时间。Nano Dimension 微型 3D 打印技术的高精度和高分辨率，再加上生物相容性材料的使用，使 Nano Dimension 能够创造出实现目标所必需的新工具，表明增材制造将突破医疗应用中的许多限制。”Nano Dimension 的研究结果将凸显增材制造在推进生物医学研究和开发新型医疗设备方面的关键作用。   

微型医疗设备由于尺寸小、尺寸要求高和功能复杂，在生产过程中面临巨大挑战。Louison Brochoire 表示：“目前，人们对清醒动物背角神经元电活动的探索还很有限。由于小鼠在行走或呼吸时会移动，而且难以接触到脊椎上的特定点，因此需要一个微型支架，让小鼠能够活动，同时可以将两个电极牢固地固定在老鼠的脊椎上。 这就需要 Nano Dimension 的微型 3D 打印技术。”

Fabrica Micro 3D 打印机可以制造出精确且功能齐全的部件，公差小，像素大小为 4μm，层高在 1-10μm 之间。利用微型 3D 打印技术，Nano Dimension 成功地根据研究团队的要求，利用生物相容性材料 Fabrica Medical M-810 3D 打印出了微型支架。Fabrica Medical M-810 对人体细胞无毒，能满足植入活体小鼠的特定要求，非常适合动物实验以外的医疗器械应用。

Louison Brochoire 表示：“在支架内创建如此精确和微小的孔洞的能力至关重要，这有助于最大限度地减少动物呼吸和运动造成的伪影，这些伪影会干扰电信号，使结果分析变得复杂。”  

参与研究的有：神经变性疾病研究所 (IMN) 的 Pascal Fossat 教授；加拿大魁北克 CERVO 研究中心的 Yves De Koninck 教授；加拿大魁北克拉瓦尔大学的 Benoit Gosselin 教授；波尔多大学的博士后研究员 Juliette Viellard。


△ 微型医疗设备（ 3D 打印支架）

微型 3D 打印技术的研究现状与应用前景

● 麻省理工学院 (MIT) 的研究人员开发了一种 3D 打印自加热微流体设备，可用于经济实惠的疾病检测。   

● 伯明翰大学和南昆士兰大学的研究人员利用微型 3D 打印技术制造了微针，可用于跨皮肤屏障透皮给药、提取微小生物样本进行诊断，以及用于美容手术。