可穿戴“活纹身” 可感应环境变化

2017-12-11 17:13

据英国《每日邮报》报道，麻省理工学院(MIT)的研究人员们已经开发出了一项基于“基因编程细菌活细胞”的新型3D打印技术，能够给人们贴上更加个性化的“活纹身”。这个只能“活”一段时间的“活纹身”可以随着身体的自然运动扭曲和拉伸，有望在不久的将来通过可穿戴设备来感知潜在的危险。麻省理工学院的研究人员还表示“活纹身”可以用来检测环境中的化学物质，例如PH值或温度的变化。

在这项3D打印技术中，研究人员通过使用一个定制的3D打印机和水凝胶打印出了一个由活细菌细胞组成的树形纹身。树的分支由敏感度不同的分子化合物组成，一旦暴露于相关的化学品，这些分支将发生不同化学反应。

麻省理工学院的研究小组解释说，他们不是第一个考虑3D打印基因工程细胞;其他人也曾尝试使用活哺乳动物细胞，但收效甚微。于是，麻省理工学院的研究小组转向了细菌细胞，这种细胞比哺乳动物细胞更易于形成更坚硬的细胞壁，不仅可以忍受恶劣的环境更能与大多数水凝胶相容。

研究人员还介绍了他们使用的一种含有普朗尼克酸(pluronic acid)的水凝胶。这使他们能够逐层打印细胞，产生3D交互式结构。麻省理工学院机械工程系Noyce职业发展赵选贺教授解释说。“这种水凝胶具有通过喷嘴打印的理想流动特性，这就像挤出牙膏一样。你需要‘墨水’从牙膏那样的喷嘴流出，打印后它可以保持其形状。” 据赵选贺教授介绍，生物墨水是打印的理想选择，甚至展示了它能够以每个特征30微米的高分辨率打印的能力。“这意味着我们打印的每一行只包含几个单元格。我们还可以打印相对较大的结构。” 最终的可打印材料由与细菌细胞混合的水凝胶基质和保持细胞存活的营养物组成。

这项研究成果还尚未应用于人类的日常生活和工作中，但是随着进一步的发展，该技术未来还可用于制造“活性”材料，能安装在可穿戴传感器和交互显示器上。而且，它们甚至可以用于医疗，以便随着时间的推移缓慢地注射例如葡萄糖等药物或化合物。

研究生Xinyue Liu补充道：“只要人们利用的方法可行，这项技术还可能用于细胞制造药物胶囊和手术植入物。”

麻省理工学院毕业研究员兼论文合著者Hyunwoo Yuk说：“未来，研究人员可能会使用团队的技术来打印“活着的计算机”——多种类型的细胞结构互相沟通，来回传递信号，就像微芯片上的晶体管一样。这是非常有前途的工作，但我们希望能够打印可以穿戴的生活计算平台。”