如果有人告訴您大腦或者神經(jīng)系統(tǒng)也能3D打印，您會(huì)不會(huì)覺(jué)得這個(gè)世界有點(diǎn)不真實(shí)？有科學(xué)家稱，這是一個(gè)有可能實(shí)現(xiàn)的愿景。近日，一種新的石墨烯納米片油墨剛剛被用于打印出一種強(qiáng)度很高的3D結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的形狀和導(dǎo)電性類似于神經(jīng)元。

美國(guó)西北大學(xué)Shah TEAM實(shí)驗(yàn)室的一隊(duì)研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種3D打印的石墨烯支架，該支架不僅能夠支持干細(xì)胞，而且能夠使他們分裂并形成類似神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)。

或許最重要的是，這些細(xì)胞能夠在沒(méi)有外界因素，如額外的生長(zhǎng)因子或試劑，影響的情況下進(jìn)行有效地傳播。研究人員稱，這意味著這一過(guò)程不會(huì)太貴。

該研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人是西北大學(xué)材料科學(xué)與工程副教授Ramille Shah和博士后研究員Adam Jakus。據(jù)了解，他們從該研究項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)了一種方法可以用石墨烯納米片制造出支架和一種生物相容性彈性體，而該彈性體可以為這些支架提供關(guān)鍵的強(qiáng)度支持。

“這是一種液體油墨。”Shah解釋說(shuō)，“當(dāng)油墨被擠出后，其中的一種溶劑會(huì)馬上蒸發(fā)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)幾乎立刻被固化，”Shah說(shuō)。“而其它溶劑的存在，以及特定聚合物粘合劑的相互作用也同樣對(duì)其最終的彈性和其它屬性產(chǎn)生影響。由于它能夠保持住形狀，我們才能在此基礎(chǔ)上制造更大、更精細(xì)的對(duì)象。”

據(jù)Shah稱，石墨烯材料良好的導(dǎo)電性也會(huì)對(duì)提升該晶格的生物相容性有很好的幫助。許多將石墨烯用于3D打印的嘗試往往會(huì)將打印材料中石墨烯的含量設(shè)定為20%，以淡化石墨烯的強(qiáng)度，因?yàn)楦邼舛鹊氖?huì)使材料變得太脆。而Shah的研究團(tuán)隊(duì)則把石墨烯的含量設(shè)定為60-70％，這樣生成的“生物油墨”會(huì)變得既有彈性又有強(qiáng)度。

“細(xì)胞內(nèi)在具有導(dǎo)電性——尤其是神經(jīng)元。所以，如果他們是在同一個(gè)能夠幫助傳遞信號(hào)的基板上，就可以在更遠(yuǎn)的距離內(nèi)溝通。”Shah說(shuō)。

研究團(tuán)隊(duì)就這個(gè)主體專門(mén)寫(xiě)了一篇論文：《3D打印高含量石墨烯支架以用于電子與生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用（Three-Dimensional Printing of High-Content Graphene Scaffolds for Electronic and Biomedical Applications）》，描述了這一過(guò)程，并暗示了該技術(shù)在制造組織和器官方面的應(yīng)用前景。

據(jù)Shah稱，生物組織的多樣性意味著我們需要有不同的油墨與之相對(duì)應(yīng)。“我們已經(jīng)擴(kuò)大了生物材料工具箱，以優(yōu)化使用3D打印的模擬工程化組織構(gòu)建。”她說(shuō)。

這項(xiàng)研究的部分資金由一項(xiàng)McCormick Research Catalyst獎(jiǎng)和Google Gift提供，其主要參與者還包括材料科學(xué)與工程教授Mark Hersam。