可監(jiān)測多項生理指標的3D打印皮膚等

用于實時監(jiān)測人體健康狀況和生理參數(shù)的可穿戴裝備，是近年來生物醫(yī)學工程領(lǐng)域的熱點之一，但用傳統(tǒng)技術(shù)制造可供家用的個性化多模塊穿戴設(shè)備仍困難重重。

近日，美國加州理工學院的研究人員利用3D打印技術(shù)制造出一種新型電子皮膚（E3-皮膚）。E3-皮膚只有創(chuàng)可貼大小，作為一個持續(xù)性監(jiān)測平臺，它可以捕捉個人在日常活動中的實時生理狀態(tài)，包括脈搏、體溫、血糖、血液中的酒精含量和汗液情況等。

研究人員招募了5名志愿者完成了一項飲酒試驗。結(jié)果顯示，將從E3-皮膚收集的信息與機器學習相結(jié)合，能夠精確預(yù)測個人飲酒后的行為障礙程度。相關(guān)結(jié)果于近日發(fā)表在《科學·進展》雜志上。

近日，美國康奈爾大學的材料工程師羅伯特·謝潑德和他的博士生卡梅倫·奧賓以及他們的同事們在《科學》雜志上發(fā)表論文稱，他們制造出了一款昆蟲大小的四足機器人。這款機器人會爬、跳，還能舉起自重22倍的負載。它的動力來自它腳上的微型驅(qū)動器，每個驅(qū)動器都是像鼓一樣的中空圓柱體，頂部覆蓋著一層彈性硅橡膠。為了讓機器人跳躍或爬行，研究人員將甲烷和氧氣的混合物輸送到每只腳部，并用電池將其點燃，兩種氣體發(fā)生反應(yīng)形成小型爆炸，釋放出能量，使硅橡膠層變形。整個過程就像活塞運動，能為機器人提供動力，其彈跳高度可達56厘米。因為爆炸過程非常短，不會損壞硅橡膠。這種機器人有望在環(huán)境監(jiān)測或搜索救援等領(lǐng)域發(fā)揮作用。

腦損傷，無論是由外傷、中風還是腦瘤手術(shù)等引起的，都會對大腦皮層（人腦的外層）造成嚴重損害，導(dǎo)致認知、運動和溝通困難。目前，對于重度腦損傷并沒有有效的治療方法，這對患者的生活質(zhì)量造成了嚴重影響。

近日，英國牛津大學的研究人員開發(fā)出了一種突破性技術(shù)——通過3D打印技術(shù)來模仿人類大腦皮層的結(jié)構(gòu)，制造出腦神經(jīng)細胞。這項技術(shù)有望為腦損傷患者提供定制的修復(fù)方案。

為了實現(xiàn)這一目標，研究人員使用了人工誘導(dǎo)多能干細胞（hiPSCs）。這種干細胞可以輕松地從患者自身的細胞中分離得到，從而降低免疫反應(yīng)的風險。

除了治療腦損傷，這些3D打印的細胞還可以用于藥物評估以及增進我們對大腦發(fā)育和認知的了解。

近日，美國伊利諾伊大學香檳分校的盧挺、美國麻省理工學院的詹姆斯·柯林斯等研究員在《自然-通訊》雜志上發(fā)表了一項研究，提出用一組合成細菌可以有效地將塑料廢物變?yōu)橛杏玫幕衔铩＿@些細菌可以幫助應(yīng)對日益增長的塑料污染問題，生產(chǎn)有價值的化學物質(zhì)和產(chǎn)品，如用于制造黏合劑、絕緣體和尼龍等。

研究人員設(shè)計了兩種土壤細菌惡臭假單胞菌的遺傳改造菌株，用于升級改造最常見的塑料——聚對苯二甲酸乙二醇酯。每種菌株分解處理化學塑料分解產(chǎn)生的兩種產(chǎn)物之一。

研究發(fā)現(xiàn)，這些菌株聯(lián)合處理兩種產(chǎn)物時比單用一種菌株效率更高。這些細菌進一步升級利用了塑料，將之轉(zhuǎn)化為可生物降解的聚合物聚羥基脂肪酸酯和粘康酸鹽等，這些物質(zhì)可用于合成聚氨酯和己二酸。聚氨酯被用于絕緣體、泡沫塑料、涂料、黏合劑等，而己二酸可用于制造尼龍。

這些研究表明，改造微生物群體可能是個有前景且有效的途徑，能促進聚合物升級改造和環(huán)境可持續(xù)性。