用于3D打印机型生物电子接口的可定制2D和规范多电极阵列的制造
Ernest Cheah1, Xinchao Gao1, Wei Qi Jaw2,3
1Singapore Centre for 3D Printing, Nanyang Technological University, Singapore, 639798, Singapore.
Advanced healthcare materials
|September 4, 2025
概括
气溶喷射打印 (AJP) 为3D组织模型创建生物相容多电极阵列 (MEA) 提供了一种更快,更可定制的方法. 这种技术减少了制造时间和浪费,同时保持了先进生物电子应用的电极稳定性和性能.
科学领域:
- 生物电子接口
- 组织工程
- 材料科学
背景情况:
- 有机型的3D组织模型需要精确的电生理界面来研究功能和疾病.
- 传统的多电极阵列 (MEA) 制造是昂贵和耗时的,阻碍了快速定制.
研究的目的:
- 证明气溶喷雾印刷 (AJP) 是生物相容MEAs的快速和可定制的制造方法.
- 评估AJP制造的MEAs的性能,稳定性和细胞兼容性.
主要方法:
- 使用金纳米颗粒喷雾印刷 (AJP) 在聚胺基板上制造金MEAs.
- 电化学特性,包括阻抗测量和超过14天的稳定性测试.
- 用PEDOT/PSS覆盖MEAs以提高充电注入能力.
- 通过3D生物打印C2C12神经细胞的细胞兼容性评估.
- 主皮质神经元和HL-1心肌细胞的电生理记录.
主要成果:
- AJP显著减少了MEA的制造时间 (≈175分钟与≈320分钟相比),浪费最小.
- 印刷电极具有低阻抗 (0.05 kΩ μm−2) 和稳定的性能14天.
- PEDOT/PSS涂层提高了电荷注入能力和超过20万脉冲的稳定性.
- 通过3D生物打印的C2C12髓细胞实现了高细胞活力 (70- 80%).
- 从神经元和心肌细胞成功的电生理记录与良好的信号噪声比率.
结论:
- AJP是一种可扩展和高效的方法,用于生产可定制,生物相容的MEAs.
- 这些MEA适用于有机型3D组织模型的先进生物电子接口.
- 该技术支持在工程组织中增强细胞组织和电生理学研究.
