Nano Dimension 利用微型 3D 打印醫(yī)療設(shè)備探測腦神經(jīng)元電信號

2024年6月17日，南極熊獲悉，以色列電子 3D 打印機(jī)制造商 Nano Dimension 生產(chǎn)了一種微型 3D 打印醫(yī)療設(shè)備，用于在新的生物醫(yī)學(xué)研究項(xiàng)目中記錄小鼠的神經(jīng)活動(dòng)。


△ 用于醫(yī)療設(shè)備的微型 3D 打印部件

Nano Dimension 與加拿大和法國的三家領(lǐng)先研究中心合作開展研究，研究內(nèi)容是評估與處理體感信息相關(guān)的神經(jīng)回路機(jī)制。體感是感知觸覺、溫度、疼痛和身體位置的能力。 Nano Dimension 利用 Fabrica Micro 3D 打印機(jī)滿足 2.7 毫米寬醫(yī)療設(shè)備的微米級精度要求，包括 110μm 大小的電極孔。

微型 3D 打印技術(shù)的優(yōu)勢

微型 3D 打印醫(yī)療設(shè)備僅用了一周時(shí)間就完成了 3D 打印，而使用傳統(tǒng)制造工藝則需要更長的時(shí)間。研究人員之一的波爾多大學(xué)博士生 Louison Brochoire 表示：“如果使用其他方法，生產(chǎn)需要幾個(gè)月的時(shí)間。Nano Dimension 微型 3D 打印技術(shù)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 能夠創(chuàng)造出實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所必需的新工具，表明增材制造將突破醫(yī)療應(yīng)用中的許多限制。”Nano Dimension 的研究結(jié)果將凸顯增材制造在推進(jìn)生物醫(yī)學(xué)研究和開發(fā)新型醫(yī)療設(shè)備方面的關(guān)鍵作用。   

微型醫(yī)療設(shè)備由于尺寸小、尺寸要求高和功能復(fù)雜，在生產(chǎn)過程中面臨巨大挑戰(zhàn)。Louison Brochoire 表示：“目前，人們對清醒動(dòng)物背角神經(jīng)元電活動(dòng)的探索還很有限。由于小鼠在行走或呼吸時(shí)會移動(dòng)，而且難以接觸到脊椎上的特定點(diǎn)，因此需要一個(gè)微型支架，讓小鼠能夠活動(dòng)，同時(shí)可以將兩個(gè)電極牢固地固定在老鼠的脊椎上。 這就需要 Nano Dimension 的微型 3D 打印技術(shù)�！�

Fabrica Micro 3D 打印機(jī)可以制造出精確且功能齊全的部件，公差小，像素大小為 4μm，層高在 1-10μm 之間。利用微型 3D 打印技術(shù)，Nano Dimension 成功地根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)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 對人體細(xì)胞無毒，能滿足植入活體小鼠的特定要求，非常適合動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以外的醫(yī)療器械應(yīng)用。

Louison Brochoire 表示：“在支架內(nèi)創(chuàng)建如此精確和微小的孔洞的能力至關(guān)重要，這有助于最大限度地減少動(dòng)物呼吸和運(yùn)動(dòng)造成的偽影，這些偽影會干擾電信號，使結(jié)果分析變得復(fù)雜�！�  

參與研究的有：神經(jīng)變性疾病研究所 (IMN) 的 Pascal Fossat 教授；加拿大魁北克 CERVO 研究中心的 Yves De Koninck 教授；加拿大魁北克拉瓦爾大學(xué)的 Benoit Gosselin 教授；波爾多大學(xué)的博士后研究員 Juliette Viellard。


△ 微型醫(yī)療設(shè)備（ 3D 打印支架）

微型 3D 打印技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景

● 麻省理工學(xué)院 (MIT) 的研究人員開發(fā)了一種 3D 打印自加熱微流體設(shè)備，可用于經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的疾病檢測。   

● 伯明翰大學(xué)和南昆士蘭大學(xué)的研究人員利用微型 3D 打印技術(shù)制造了微針，可用于跨皮膚屏障透皮給藥、提取微小生物樣本進(jìn)行診斷，以及用于美容手術(shù)。