科學家開發(fā)出可穿戴3D打印驅(qū)蚊戒指，初步測試效果可超同類產(chǎn)品

2022年10月13日，南極熊獲悉，德國哈雷-維滕貝格大學（MLU）的一組科研人員正在研究一個更方便的驅(qū)蚊手段，采用3D打印技術(shù)來制造驅(qū)蚊戒指或任意可穿戴物。研究人員使用一種常見的驅(qū)蟲劑“IR3535”開發(fā)了他們的產(chǎn)品原型。

△科學家們開發(fā)了一種新的3D打印可穿戴戒指，旨在長期驅(qū)趕蚊子和其他昆蟲

在非洲，每兩分鐘就有一名兒童死于瘧疾。蚊子和人類正在進行一場戰(zhàn)爭。為了幫助人類獲勝，科學家們正在研究新的策略。尤其是坦桑尼亞的“蚊子城”伊法卡拉。

IR3535又叫驅(qū)蚊酯（丁基乙酰氨基丙酸乙酯）是一種廣譜、高效的昆蟲驅(qū)避劑。它對蒼蠅、虱子、螞蟻、蚊子、蟑螂、蠓蟲、牛虻、扁蚤、沙蚤、沙蠓、白蛉、蟬等都有良好的驅(qū)避效果，并且能在不同氣候條件下使用。

△一些蚊蟲，通過將瘧疾病人的血液傳播到正常人體內(nèi)，從而造成疾病

傳統(tǒng)上，它通常用作噴霧劑或乳液，并可提供數(shù)小時的保護。然而，Androsch和他的團隊正在尋找一個更方便攜帶，在更長時間內(nèi)，可緩慢持續(xù)地釋放這種化學劑的方法，例如將它封裝在可佩戴的戒指或手鐲中。

△采用IR3535和3D打印聚合物，來制造一種方便、快捷、長效驅(qū)蟲的手段

采用3D打印技術(shù)獲得創(chuàng)新
IR3535活性成分，首先被“封裝”并形成所需的形狀，例如戒指或任意可方便佩戴的形狀，然后可以佩戴并釋放驅(qū)蟲劑。在這樣的系統(tǒng)中，固體聚合物承載液體驅(qū)蚊劑，可以緩慢釋放到環(huán)境中。作為一種新方法，該團隊表示，3D打印聚合物固體驅(qū)蟲劑，驅(qū)蟲效果超越了之前不同技術(shù)所開發(fā)的同類設(shè)備。

MLU的Rene Androsch教授說：“含有IR3535的驅(qū)蟲噴霧對皮膚非常溫和，多年來已在世界各地使用。這就是我們一直在實驗中采用該化學劑的原因�！痹搱F隊使用一種特殊的3D打印技術(shù)，可以打印含有高達含量25 m%驅(qū)蟲劑的3D零件，并且在打印過程中，驅(qū)蟲劑的損失很小，以可控的方式，將驅(qū)蟲劑插入可生物降解的聚合物中，并以各種方式塑造物質(zhì)混合物。

△該團隊的研究成果已發(fā)表在《國際藥劑學雜志》上，題目為“聚合物/驅(qū)蟲系統(tǒng)聚（l-乳酸）/丁基乙酰氨基丙酸乙酯（PLLA/IR3535）的3D打印”（傳送門）

3D打印驅(qū)蚊戒指或手環(huán)的核心亮點
*聚合物/驅(qū)蟲劑PLLA/IR3535，可以通過3D打印獲得藥物輸送裝置；
*實現(xiàn)的最大驅(qū)蟲劑負載為25 m%；
*IR3535在正常人體溫度下的蒸發(fā)速度，至少可以持續(xù)5-10天。

該研究的主要作者MLU博士生杜凡凡說：“3D打印驅(qū)蟲戒指的基本思路是減緩驅(qū)蟲劑地蒸發(fā)并有效形成驅(qū)蟲屏障，驅(qū)蟲劑蒸發(fā)的速率取決于許多不同的因素，包括溫度、濃度和所用聚合物的結(jié)構(gòu)等�！�

在進行了各種實驗和模擬之后，該團隊預測驅(qū)蟲劑需要一個多星期的時間，才能在體溫37 攝氏度的溫度下完全蒸發(fā)。

對于含有少量驅(qū)蟲劑的樣品，由于冷卻步驟相當快且床溫約為 25 °C，PLLA 的結(jié)晶受到抑制，低于均相聚合物或驅(qū)蟲劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在較高的驅(qū)蟲劑濃度下，由于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低到接近甚至低于環(huán)境溫度，打印后儲存過程中結(jié)晶度緩慢增加。對于所有樣品，無論初始驅(qū)蟲劑濃度如何，驅(qū)蟲劑釋放速率都會隨著溫度的升高而增加，并且在環(huán)境溫度下，釋放時間常數(shù)約為10天。

雖然研究人員已經(jīng)證明，絕對有可能開發(fā)出一種可穿戴的驅(qū)蟲劑，但為研究創(chuàng)建的戒指和其它形式，目前近是設(shè)計原型。

南極熊認為，雖然我國由蚊蟲叮咬引起的一些疾病現(xiàn)在非常罕見，但對于非洲國家，采用3D打印技術(shù)，推出這種方便、快捷、不受環(huán)境所影響的驅(qū)蟲技術(shù)，未來還是非常有市場前景的。

該研究人員表示，需要進行進一步研究以確定該環(huán)在實際條件下的功能如何。