在高真空下將一層薄薄的金沉積到3D打印結構上。圖片來源：安德里斯·海德格特 /慕尼黑工業大學
科技日報記者 張夢然
特定神經可進行人為刺激以治療疼痛。但神經越細，與所需電極的連接就越困難。德國慕尼黑工業大學和日本NTT醫療與健康信息學實驗室的科學家現已開發出采用4D打印技術生產的柔性電極。一旦接觸到水分，它們就會自動折疊并包裹在細小的神經周圍。該研究發表在新一期的《先進材料》雜志上。
神經系統通過電脈沖控制人體運動。但醫學界也會對神經細胞進行人為刺激，例如，刺激周圍神經可用于治療慢性疼痛或睡眠呼吸暫停；刺激迷走神經可用于治療抑郁癥和癲癇癥，但這條神經的直徑約幾毫米，比較粗。相比之下，刺激直徑從幾十到幾百微米的神經就頗具挑戰性，這些細如發絲的神經需要制作精細且精準的電極。
4D打印技術能以有針對性的方式重塑3D打印物體，研究人員此次新開發出的4D打印電極，在插入潮濕組織時，電極會折疊并包裹在超薄神經纖維周圍。該電極最初是使用3D打印技術制造的，可靈活調整形狀、直徑和其他特征。電極內部的結構化鈦金涂層可在電極和神經纖維之間“溝通”，研究人員既可刺激神經，又可用電極測量神經信號。
這種新型電極既堅固又易于管理，在生物醫學領域具有廣泛應用。研究團隊已在蝗蟲身上進行了驗證，結果顯示，直徑100微米的細神經纖維被包裹，卻完全不會損傷神經，這一優點將使它成為未來醫學界部署周圍神經刺激的重要手段。
總編輯圈點
精準再造神經網絡曾屬于科幻小說的范疇，但隨著制造技術飛速進步，設計和復制精密神奇的大腦和神經元網絡不再是禁區?？茖W家不僅嘗試用納米支架+干細胞構建人工大腦用于腦研究；還用3D打印的細管引導受損神經再生；現在他們又連接了電極與纖細的神經，實現最細微級別的精確操作。相信未來的神經手術會像現在修補骨頭和血管那樣輕松。
