在人體器官上直接列印柔性傳感器將有利於實時準確的監測患者的器官。但是在不斷活動的器官上列印柔性傳感器十分困難。
目前就面臨兩方面難題：一是列印過程中必須實時監測器官的運動，同時快速的調整噴頭位置和列印路徑；另一方面，列印的生物材料要求有優異的生物相容性、拉伸性能、粘接能力和電學性能。
圖1 在呼吸的豬肺表面列印柔性傳感器
為了解決上述問題，美國明尼蘇達大學Zhijie Zhu等人提出一種原位列印柔性傳感器的方法。研究人員使用了兩套攝像系統：一套攝像系統用於掃描豬肺的表面特徵，規劃列印路徑，另一套立體攝像系統可以實時重建豬肺表面的時變三維幾何形狀，從而調整噴頭位置和列印路徑，整個調整過程只需要60毫秒。
列印所用的離子水凝膠主要由氯化鋰（LiCl）、丙烯醯胺、聚丙烯醯胺、乙二醇和超純水組成。該水凝膠表現出適合列印的流變特性，水凝膠層列印完成後與矽樹脂環貼附在一起，通過鑲嵌到矽樹脂中的銅電極與外界相連。水凝膠層通過紫外光固化之後與豬肺緊密粘結。力學和電學測試顯示列印的柔性傳感器表現出與豬肺組織相似的拉伸性能，傳感器的電阻與水凝膠層的形變呈線性相關。
圖2 列印的柔性傳感器監測豬肺的呼吸
隨後課題組使用列印的傳感器對豬肺的呼吸進行了監測，結果顯示列印的傳感器可以成功的獲取豬肺呼吸產生的形變。
這種自適應的3D列印方法可以增強機器人輔助醫療的能力，實現在人體表面和人體內部自動直接列印可穿戴電子和生物材料。
（文章、圖片來源：南極熊3D列印網）
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