在《臨床用柔性電極的3d打印》一書中，臥龍岡大學的勞拉·布蘭科·佩尼亞提出了她的論文，內容是3d打印機在醫(yī)學上的益處，特別是在人工耳蝸植入設備中。通常以微小貝殼的形狀呈現(xiàn)，當聽覺神經受到刺激時，植入物促進聽覺。在這項研究中，Pe?a 3D打印電極陣列提供更復雜的刺激，來試驗噴墨打印和導電rLCGO / PDMS同軸纖維的3D打印。

 耳蝸植入物的成分。CI和相關解剖結構（A）：聲音處理器（A）、線圈和電磁傳感器（B）、電極陣列（C）、耳蝸（D）、聽覺神經（D）。CI（B）內部零件和材料：鈦或陶瓷外殼（1）的電磁傳感器，接收外部聲音處理器（2）信號的磁線圈，半導體外電極（3），聚二甲基硅氧烷內鉑/銥（90/10）線制成的電極陣列。NE（PDMS）載體和22個鉑觸點（4），可移動磁鐵（來自傳感器）（5），PDMS加強件（6）（Wallace，Higgins，Moulton，&Wang，2012）

電極陣列由硅載體中的鉑/銥（90/10）導線組成，在遠端有22個鉑電極觸點，每條導線提供刺激患者耳朵的通道。

熱和壓電（聲學）噴墨打印機組件（墨菲和阿塔拉，2014）

“由于該裝置植入患者頭部，因此用于制造該裝置的材料必須確保其安全性和長期功能性，因此，該裝置具有生物相容性、抗機械力和隨時間穩(wěn)定。用于植入物制造的與患者組織接觸的材料（硅、鉑、鈦和陶瓷）顯示出所需的生物相容性、耐腐蝕性、低反應性和機械阻力，同時確保了電極的導電性和靈活性?！盤e_a在她的研究中說。

雖然銀在金屬方面具有最好的導電性，但由于反應性和細胞毒性，它也會帶來嚴重的健康問題；然而，鉑（Pt）因具有高生物相容性和良好的導電性而適用于醫(yī)療應用。

  潛在3D打印的CI同軸結構。同軸纖維以RLCGO纖維為導電芯，PDMS為絕緣外層。3D打印這些纖維將可以制造一個靈活的，固體結構與多個平行的RLCGO纖維作為電極陣列周圍的PDMS?！盀榱送七M鉑前體墨水的噴墨打印，我們的目標是優(yōu)化打印參數(shù)，以便能夠在不同方向打印連續(xù)的直線，”Pe_a說，“在此之前，評估空氣等離子和多多巴胺涂層對PDMS Wettabi的影響?！睘榱肆私庾钸m合打印的表面處理方法，我們還進行了一段時間的檢驗。”

盡管研究小組試圖通過噴墨打印來打印鉑前驅體以獲得合適的原位導電性，但他們無法創(chuàng)造出所需的導電模式。由于缺乏導電性，他們遇到了重大挑戰(zhàn)，盡管該方法具有潛力，但Pe_a表示，需要進一步研究這些模式，以找到更好的解決方案。

接下來，他們探索了以石墨烯纖維為核心，聚二甲基硅氧烷（PDMS）為外層的同軸結構。石墨烯由于其良好的機械性能、導電性和生物相容性，在3D金屬打印和復合材料制造中也得到了廣泛的應用。然而，石墨烯纖維需要載體材料，PDMS是一個很好的選擇。更好的是，纖維可以涂上鉑，以獲得更好的導電性和生物相容性。

“模仿電線，RLCGO/PDMS同軸纖維將有一個導電芯（RLCGO纖維），由絕緣PDMS外層包圍，”Pe_a說。這類纖維相互擠壓，并形成多層，其中RLCGO纖維在PDMS ST內平行排列。這種結構將可以制造一種具有所需導電通道數(shù)量的多維電極陣列的柔性、固體、導電結構?！?/p>

研究人員為同軸導電纖維定制了一個3D打印裝置，優(yōu)化了制造柔性導電結構的工藝。然而，有一個重大的挑戰(zhàn)，當3D打印結構與一個堅實的RLCGO纖維結合，受到了“拖拽”到結構中心的限制，導致研究團隊無法找到快速的解決方案。

通過700μm（a）和400μm（b）直徑噴嘴打印RLCGO/PDMS同軸光纖。將光纖末端切割干凈（a），以消除因拖動RLCGO光纖（b）而產生的任何缺陷，并將RLCGO光纖暴露在截面上。3D打印的連續(xù)RLCGO/PDMS光纖，顯示在角落拖動RLCGO光纖（C）。3D打印的連續(xù)RLCGO/PDMS纖維，轉角處半徑為3 mm。在第一個循環(huán)（d）后停止拖動rlcgo光纖。

“雖然一次打印層需要更多的優(yōu)化，但一個原型結構有兩層，每層有四條平行的RLCGO纖維，用于顯示彎曲對其電性能的影響。用于打印工藝開發(fā)的纖維不具有很高的導電性，盡管它們的導電性可以通過鉑化顯著提高，如本文所示。然而，其他具有更高導電性的RLCGO纖維可替代使用。

“這項工作所顯示的數(shù)據(jù)仍然是非常初步的，但很有希望。3D打印工藝的優(yōu)化必須是CI技術發(fā)展的下一步，”Pe_a總結道。3D打印在醫(yī)療設備和植入物領域取得了巨大的進步，這意味著無論接受過耳蝸植入、鼻腔植入、鈦髖植入或更多，許多患者的生活都會發(fā)生巨大的變化。