在展望微型有機(jī)電子學(xué)生產(chǎn)的未來時(shí)，休斯頓大學(xué)卡倫工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程副教授穆罕默德·雷扎·阿比迪亞（MohammadRezaAbidian）看到了通過多光子3D打印機(jī)在柔性電子學(xué)和生物電子學(xué)中的應(yīng)用潛力。
他的研究小組的最新論文探討了這項(xiàng)技術(shù)的可能性?！坝糜谌嵝噪娮与娐?、生物傳感器和生物電子學(xué)3D打印的有機(jī)半導(dǎo)體器件多光子光刻技術(shù)”在線發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。
在過去幾年中，由于3D電子打印在納米電子學(xué)和納米光子學(xué)等新興領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，3D電子打印已成為一項(xiàng)很有前景的技術(shù)。在三維微加工技術(shù)中，多光子光刻技術(shù)（MPL）被認(rèn)為是最先進(jìn)的微加工方法，具有真正的三維制造能力、出色的時(shí)空控制水平，以及主要由丙烯酸酯聚合物/單體或環(huán)氧基光刻膠組成的光敏材料的多功能性。
阿比迪亞說：“在本文中，我們介紹了一種摻有有機(jī)半導(dǎo)體材料（OS）的新型光敏樹脂，通過MPL工藝制造具有高質(zhì)量結(jié)構(gòu)特征的高導(dǎo)電3D微結(jié)構(gòu)。”。
他們表明，該制造工藝可以在玻璃和柔性基板聚（二甲基硅氧烷）上進(jìn)行。他們證明，在樹脂中加入低至0.5 wt%的OS，可顯著提高印刷有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合聚合物的電導(dǎo)率10個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
阿比迪亞說：“優(yōu)異的導(dǎo)電性可歸因于交聯(lián)聚合物鏈中存在OS，沿聚合物鏈提供離子和電子傳導(dǎo)途徑?！?。
為了展示基于OS復(fù)合樹脂的潛在電子應(yīng)用，他的團(tuán)隊(duì)制造了各種微電子設(shè)備，包括由各種電氣元件組成的微型印刷電路板和一系列微電容器。
基于MPL的有機(jī)半導(dǎo)體微器件三維生物打印在組織工程、生物電子學(xué)和生物傳感器等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。阿比迪亞的團(tuán)隊(duì)成功地將層粘連蛋白和葡萄糖氧化酶等生物活性分子納入OS復(fù)合微結(jié)構(gòu)（OSCM）。為了證實(shí)層粘連蛋白的生物活性在整個(gè)MPL過程中保持不變，將原代小鼠內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)在OS復(fù)合微結(jié)構(gòu)上。種植在含有層粘連蛋白的OSCM上的細(xì)胞顯示出粘附基質(zhì)、增殖和提高存活率的證據(jù)。
阿比迪亞說：“我們還通過在制造的表面上培養(yǎng)淋巴細(xì)胞，即脾T細(xì)胞和B細(xì)胞，并將其與對(duì)照表面進(jìn)行比較，來評(píng)估OS復(fù)合結(jié)構(gòu)的生物相容性。在培養(yǎng)7天后，OS復(fù)合聚合物沒有誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，與對(duì)照表面相比，細(xì)胞存活率約為94%?！?。此外，還研究了OS復(fù)合聚合物對(duì)細(xì)胞活化的潛在影響。培養(yǎng)7天后，OS復(fù)合結(jié)構(gòu)和對(duì)照表面之間淋巴細(xì)胞上活化標(biāo)記物的表達(dá)沒有顯著差異
最后，Abidian提出了一種基于MPL的無掩模方法來制造生物電子和生物傳感器。他們制造了一種類似于密歇根式神經(jīng)電極的葡萄糖生物傳感器。葡萄糖氧化酶是一種專門識(shí)別葡萄糖的酶，通過MPL工藝封裝在固化的OS復(fù)合微電極中。該生物傳感器提供了一個(gè)高靈敏度的葡萄糖傳感平臺(tái)，其靈敏度比以前的葡萄糖生物傳感器高近10倍。此外，該生物傳感器具有良好的特異性和高重復(fù)性。
“我們預(yù)計(jì)，所展示的MPL兼容OS復(fù)合樹脂將為柔性生物電子學(xué)、生物傳感器、納米電子學(xué)、芯片上器官和免疫細(xì)胞治療等新興領(lǐng)域的各種應(yīng)用鋪平道路，以生產(chǎn)柔軟、生物活性和導(dǎo)電的微結(jié)構(gòu)?！卑⒈鹊蟻喺f。
