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3D打印技术制作仿生眼 将帮助数百万盲人重见光明

科普小知识2022-07-10 14:39:55
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科学家朝着创造世界上第一只仿生眼睛又迈出了一步。一旦研制成功,数百万盲人将有机会再次看到光明。明尼苏达大学的一组研究人员最近创造了世界上第一个三维人造“眼球”,它可以探测光线的变化并帮助病人恢复视力。

利用3D打印技术,科学家可以大大提高仿生眼的生产速度,因此仿生眼商业化生产的可能性在未来也会大大提高。然而,这种仿生眼的最终版本何时能被患者开发和使用还不得而知。

研究人员表示,他们将在仿生眼球上增加更多光传感器,以提高视觉质量。他们还试图使用3D打印技术在较软的材料上打印,然后将成品嵌入眼窝。

研究人员已经使用3D打印技术将光传感器添加到半球表面,这可能有一天会帮助盲人或视力受损的人恢复视力。此外,仿生眼可以进一步增强视力正常的人的视力。“在科幻小说中,仿生眼睛通常被认为是独一无二的,但现在我们有了多种材料的3D打印机,我们离这个目标又近了一步。”该研究的合著者迈克尔·麦卡平说。

科学家发现了一种在曲面上3D打印电子元件的方法。他们首先准备了一个玻璃半球,然后用一台特殊的3D打印机在上面涂上一层由银粒子制成的基底油墨。这些油墨不会从表面流下,而是会粘附在“眼球”表面,并在干燥后形成均匀的薄膜。然后,研究人员用干燥的墨水固定半导体聚合物制成的光电二极管,并用光电二极管将光转换成电信号。用这种方法制作仿生眼球总共需要一个小时。

“在我们能够常规印刷有效的电子元件之前,我们还有很长的路要走,但我们使用3D印刷生产的半导体证明,这种方法的效率有可能击败通过微机械制造的半导体器件。”迈克·阿尔帕因还强调了新3D打印技术的另一个优势:“此外,我们可以很容易地在曲面上打印半导体器件,而传统方法无法做到。”

迈克·阿帕因对这个领域的兴趣也与他的个人经历有关:“我母亲有一只眼睛是瞎的。每次我谈到我的工作,她总是问我,‘你什么时候能给我印一只仿生眼?’?明尼苏达大学的研究人员表示,他们将在人造眼球上增加更多的光传感器,用更柔软、更舒适的材料制造仿生眼球。

这不是这些研究人员第一次使用3D打印技术来制造仿生身体部件。就在几年前,科学家制造了一种“仿生耳朵”。从那以后,他们反复使用3D打印技术来制造外科手术用的人造器官。他们甚至制作了一种电子织物作为“仿生皮肤”。