연구진은 연골 세포와 나노 물질의 3-D 인쇄를 사용하여 무선 신호를 수신하는 기능적 귀를 만들었다. 이 연구는 언젠가 생체 조직과 장기를 만드는 것이 가능할 수 있음을 보여줍니다.
조직 공학에서 세포 및 기타 물질은 뼈 및 연골과 같은 신체의 조직을 개선하거나 대체하는 데 사용됩니다. 그러나 현재 신체에서 사용하기 위해 3-D 구조, 특히 귀와 같은 복잡한 기하학을 가진 장기를 만드는 것은 어렵습니다.
이 문제를 극복하기 위해, 존스 홉킨스 대학에서 프린스턴 대학 박사 데이비드 그라시아 스 박사 마이클 맥 알파인가 이끄는 연구팀은 제조 첨가제 설정, 또는 3-D 인쇄. 이 과정에서, 3-D 객체는 디지털 모델에 기초하여 패턴 재료의 연속 층을 내려 놓고의 '인쇄'입니다.
연구진은 인쇄를위한 청사진으로 인간의 오른쪽 귀의 컴퓨터 지원 설계 (CAD) 도면을 사용했다. 실버 나노 입자를 주입 하이드로 겔 매트릭스에서 연골 세포, 구조 실리콘 및 실리콘 : 그들은 프린터 '잉크'로 3 구성 요소를 사용했다. 전자 귀는 코일 안테나를 형성하는 실버 주입 "잉크"로, 일반 3-D 프린터와 함께 층으로 층을 지어졌습니다.
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배양 조건에서 10 주 동안, 인쇄 된 귀의 하이드로 겔 성분이 재 흡수되었고, 세포는 세포 외 기질을 형성하여 귀를 불투명하게 만들었다.
연구진은 귀, 생화학 기계 및 기능적 특성을 특징으로한다. 이들은 "싸이 귀"는 수신 안테나와 유도 코일에 작용하여, 다양한 무선 주파수 범위에서 신호를 수신 할 수 있음을 발견 하였다. 전자 신호의 주파수는 1 메가 헤르츠에서 5 GHz까지였다.
접근 방식의 다양성을 입증하기 위해 연구원은 CAD 설계를 뒤집어 보완적인 왼쪽 귀를 만들었습니다. 그들은 귀를 왼쪽 및 오른쪽 입체 음향의 안테나 신호에 노출시키고 귀에 의해 수신 된 신호를 수집하여 디지털 오실로스코프에 입력 한 다음 큰 스피커를 통해 결과 오디오 신호를 재생했습니다. 이 시스템은 베토벤의 엘리스 (Für Elise) 판을 통해 알 수 있듯이 고품질의 오디오를 만들어 냈습니다.
McAlpine은 전자 재료와 생물학적 물질을 접목시키는 데있어 기계적 및 열적 문제가 존재한다고 지적하며, 3-D가 결합 된 형식으로 시너지 효과가있는 생물학을 구축하고 성장시키는 새로운 접근법을 제안합니다.
이 원리 증명 연구는 조직과 전자 장치를 결합하여 하이브리드, 생체 공학적인 장기를 형성 할 수 있음을 보여줍니다. 이제 팀은 귀가 음향을 등록 할 수 있도록 다른 자료를 통합 할 계획입니다. 3-D 인쇄는 새로운 기능의 임플란트 및 보철물을 제작하여 인적 역량을 복원하거나 심지어 강화할 수있는 기회를 확대 할 수 있습니다.
