近日，明尼苏达大学的研究人员首次成功地在人体皮肤上直接3D打印电子产品。在他们的开创性研究中，该团队使用便宜的便携式桌面3D打印机直接在人手背上制造功能电子元件。使用特殊的运动传感器系统来防止由于手部运动而在打印过程中发生任何错误。这项技术将来可用于将临时传感器放在人体上，以检测化学或生物制剂，甚至是以对基本电子设备进行充电的太阳能电池。该团队还将生物细胞直接打印在小鼠皮肤上。
该研究的主要作者、明尼苏达大学Benjamin Mayhugh机械工程副教授Michael McAlpine说：“我们很高兴看到这款全新3D打印技术的潜力，它使用价格低于400美元的便携式打印机。我们设想一个士兵可以将这台打印机从背包里拿出来，直接在皮肤上打印出他们需要的化学传感器或其他电子产品，这就像是一把未来的‘瑞士军刀’，他们所需要的一切都可以使用便携式3D打印机进行打印。”
近几年来，随着技术的不断发展，我们已经看到3D打印电子产品的迅速发展，以满足日益增长的电子设备小型化的需求。在皮肤上的3D打印也是过去已经探索过的事情，以及用于移植物的3D打印皮肤组织。这种最新的发展是功能性电子元件首次直接3D打印在人体皮肤上，并展示了将这些打印技术结合在一起的巨大潜力。
首先将分立的电子元件放置在主体的手上。3D打印电子产品围绕这些打印。作为完成电路的演示，LED成功通电。一旦打印电子设备达到了他们的目的，它们很容易用镊子剥离或用水冲洗掉。
使用3D打印技术突破的关键创新之一是创造了一种由银片制成的专用墨水。与其他需要在高温下固化并且在打印过程中会烧伤手的3D打印油墨不同，该油墨能够在室温下固化并且能够进行传导。该团队还开发了一个系统，以便在3D打印过程中让主体的手轻微移动。标记被放置在皮肤上，并且3D扫描以创建地图。借助计算机视觉，打印机可以使用此图来指导打印过程，实时调整小幅手动。
为了进一步研究3D打印在皮肤上的应用，该研究团队与明尼苏达大学儿科医生和医学院院长Jakub Tolar合作，他是世界知名的罕见皮肤病治疗专家。他们使用特殊的生物墨水将有机细胞打印到老鼠皮肤上的伤口上。未来，这种技术的发展可能会导致先进的新型医学治疗方法，从而改善伤口愈合和皮肤移植物的直接3D打印，适用于患有皮损和其他皮肤病的人群。
据悉，这项研究获得了由美国国立卫生研究院和国家资助的明尼苏达州再生医学基金的资助。该研究结果已经发表在Advanced Materials杂志上，题为“3D Printed Functional and Biological Materials on Moving Freeform Surfaces”。
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