新式可穿戴設(shè)備：“可穿戴”紋身

麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員們已經(jīng)開發(fā)出了一項基于“基因編程細(xì)菌活細(xì)胞”的新型3D打印技術(shù)，能夠給人們貼上更加個性化的“活紋身”。這個只能“活”一段時間的“活紋身”可以隨著身體的自然運動扭曲和拉伸，有望在不久的將來通過可穿戴設(shè)備來感知潛在的危險。麻省理工學(xué)院的研究人員還表示“活紋身”可以用來檢測環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)，例如PH值或溫度的變化。

在這項3D打印技術(shù)中，研究人員通過使用一個定制的3D打印機(jī)和水凝膠打印出了一個由活細(xì)菌細(xì)胞組成的樹形紋身。樹的分支由敏感度不同的分子化合物組成，一旦暴露于相關(guān)的化學(xué)品，這些分支將發(fā)生不同化學(xué)反應(yīng)。

麻省理工學(xué)院的研究小組解釋說，他們不是第一個考慮3D打印基因工程細(xì)胞;其他人也曾嘗試使用活哺乳動物細(xì)胞，但收效甚微。于是，麻省理工學(xué)院的研究小組轉(zhuǎn)向了細(xì)菌細(xì)胞，這種細(xì)胞比哺乳動物細(xì)胞更易于形成更堅硬的細(xì)胞壁，不僅可以忍受惡劣的環(huán)境更能與大多數(shù)水凝膠相容。

研究人員還介紹了他們使用的一種含有普朗尼克酸(pluronic acid)的水凝膠。這使他們能夠逐層打印細(xì)胞，產(chǎn)生3D交互式結(jié)構(gòu)。麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系Noyce職業(yè)發(fā)展趙選賀教授解釋說。“這種水凝膠具有通過噴嘴打印的理想流動特性，這就像擠出牙膏一樣。你需要‘墨水’從牙膏那樣的噴嘴流出，打印后它可以保持其形狀。” 據(jù)趙選賀教授介紹，生物墨水是打印的理想選擇，甚至展示了它能夠以每個特征30微米的高分辨率打印的能力?！斑@意味著我們打印的每一行只包含幾個單元格。我們還可以打印相對較大的結(jié)構(gòu)?！?最終的可打印材料由與細(xì)菌細(xì)胞混合的水凝膠基質(zhì)和保持細(xì)胞存活的營養(yǎng)物組成。

這項研究成果還尚未應(yīng)用于人類的日常生活和工作中，但是隨著進(jìn)一步的發(fā)展，該技術(shù)未來還可用于制造“活性”材料，能安裝在可穿戴傳感器和交互顯示器上。而且，它們甚至可以用于醫(yī)療，以便隨著時間的推移緩慢地注射例如葡萄糖等藥物或化合物。

研究生Xinyue Liu補充道：“只要人們利用的方法可行，這項技術(shù)還可能用于細(xì)胞制造藥物膠囊和手術(shù)植入物?！?/p>

麻省理工學(xué)院畢業(yè)研究員兼論文合著者Hyunwoo Yuk說：“未來，研究人員可能會使用團(tuán)隊的技術(shù)來打印“活著的計算機(jī)”——多種類型的細(xì)胞結(jié)構(gòu)互相溝通，來回傳遞信號，就像微芯片上的晶體管一樣。這是非常有前途的工作，但我們希望能夠打印可以穿戴的生活計算平臺。”