A eletrônica flexível permitiu o projeto de sensores, atuadores, microfluídica e eletrônica em subcamadas flexíveis, conformadas e/ou extensíveis para aplicações vestíveis, implantáveis ​​ou ingeríveis. No entanto, esses dispositivos possuem propriedades mecânicas e biológicas muito diferentes quando comparados ao tecido humano e, portanto, não podem ser integrados ao corpo humano.
Uma equipe de pesquisadores da Texas A&M University desenvolveu uma nova classe de tintas de biomateriais que imitam características nativas de tecidos humanos altamente condutores, como a pele, que são essenciais para a tinta a ser usada na impressão 3D.

Esta tinta de biomaterial aproveita uma nova classe de nanomateriais 2D conhecidos como dissulfeto de molibdênio (MoS₂ ). A estrutura em camadas finas do MoS₂ contém centros de defeitos para torná-lo quimicamente ativo e, combinado com gelatina modificada para obter um hidrogel flexível, comparável à estrutura da gelatina.

“O impacto deste trabalho é de longo alcance na impressão 3D”, disse Akhilesh Gaharwar, professor associado do Departamento de Engenharia Biomédica e Presidential Impact Fellow. “Esta tinta de hidrogel recém-projetada é altamente biocompatível e eletricamente condutora, abrindo caminho para a próxima geração de bioeletrônica vestível e implantável”.

Este estudo foi publicado recentemente no ACS Nano .

A tinta tem propriedades de afinamento de cisalhamento que diminuem em viscosidade à medida que a força aumenta, por isso é sólida dentro do tubo, mas flui mais como um líquido quando espremida, semelhante ao ketchup ou pasta de dente. A equipe incorporou esses nanomateriais eletricamente condutores em uma gelatina modificada para fazer uma tinta de hidrogel com características essenciais para projetar tintas propícias à impressão 3D.

“Esses dispositivos impressos em 3D são extremamente elastoméricos e podem ser comprimidos, dobrados ou torcidos sem quebrar”, disse Kaivalya Deo, estudante de pós-graduação do departamento de engenharia biomédica e principal autor do artigo. “Além disso, esses dispositivos são eletronicamente ativos, permitindo que monitorem o movimento humano dinâmico e abrindo caminho para o monitoramento contínuo do movimento”.

Para imprimir a tinta em 3D, os pesquisadores do Gaharwar Laboratory projetaram uma bioimpressora 3D de várias cabeças, de código aberto e econômica, totalmente funcional e personalizável, executada em ferramentas de código aberto e freeware. Isso também permite que qualquer pesquisador construa bioimpressoras 3D sob medida para atender às suas próprias necessidades de pesquisa.

A tinta de hidrogel impressa em 3D eletricamente condutora pode criar circuitos 3D complexos e não se limita a projetos planares, permitindo que os pesquisadores façam bioeletrônica personalizável sob medida para os requisitos específicos do paciente.

Ao utilizar essas impressoras 3D, a Deo conseguiu imprimir dispositivos eletrônicos eletricamente ativos e elásticos. Esses dispositivos demonstram recursos extraordinários de detecção de tensão e podem ser usados ​​para projetar sistemas de monitoramento personalizáveis. Isso também abre novas possibilidades para projetar sensores extensíveis com componentes microeletrônicos integrados.

Uma das potenciais aplicações da nova tinta é na impressão 3D de tatuagens eletrônicas para pacientes com doença de Parkinson. Os pesquisadores prevêem que esta tatuagem eletrônica impressa pode monitorar o movimento de um paciente, incluindo tremores. + Explorar mais

Usando nanodiscos coloidais para tecidos de bioimpressão 3D e modelos de tecidos