在高真空下将一层薄薄的金沉积到3D打印结构上。图片来源：安德里斯·海德格特 /慕尼黑工业大学
科技日报记者 张梦然
特定神经可进行人为刺激以治疗疼痛。但神经越细，与所需电极的连接就越困难。德国慕尼黑工业大学和日本NTT医疗与健康信息学实验室的科学家现已开发出采用4D打印技术生产的柔性电极。一旦接触到水分，它们就会自动折叠并包裹在细小的神经周围。该研究发表在新一期的《先进材料》杂志上。
神经系统通过电脉冲控制人体运动。但医学界也会对神经细胞进行人为刺激，例如，刺激周围神经可用于治疗慢性疼痛或睡眠呼吸暂停；刺激迷走神经可用于治疗抑郁症和癫痫症，但这条神经的直径约几毫米，比较粗。相比之下，刺激直径从几十到几百微米的神经就颇具挑战性，这些细如发丝的神经需要制作精细且精准的电极。
4D打印技术能以有针对性的方式重塑3D打印物体，研究人员此次新开发出的4D打印电极，在插入潮湿组织时，电极会折叠并包裹在超薄神经纤维周围。该电极最初是使用3D打印技术制造的，可灵活调整形状、直径和其他特征。电极内部的结构化钛金涂层可在电极和神经纤维之间“沟通”，研究人员既可刺激神经，又可用电极测量神经信号。
这种新型电极既坚固又易于管理，在生物医学领域具有广泛应用。研究团队已在蝗虫身上进行了验证，结果显示，直径100微米的细神经纤维被包裹，却完全不会损伤神经，这一优点将使它成为未来医学界部署周围神经刺激的重要手段。
总编辑圈点
精准再造神经网络曾属于科幻小说的范畴，但随着制造技术飞速进步，设计和复制精密神奇的大脑和神经元网络不再是禁区。科学家不仅尝试用纳米支架+干细胞构建人工大脑用于脑研究；还用3D打印的细管引导受损神经再生；现在他们又连接了电极与纤细的神经，实现最细微级别的精确操作。相信未来的神经手术会像现在修补骨头和血管那样轻松。