Multiscale additive manufacturing of electronics and biomedical devices
Multiscale additive manufacturing of electronics and biomedical devices
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电子和生物医学设备的多尺度增材制造
DOI：
10.1117/12.2519205
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kong, Yong Lin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kong, Yong Lin
3D 打印的最新进展使得能够创建具有前所未有的复杂性、特性和功能的新型 3D 结构和设备。与为大规模生产而开发的制造技术相比，3D 打印涵盖了广泛的制造技术，可以实现：1）根据数字设计创建高度定制和优化的 3D 物理架构； 2）协同整合不同类别材料的特性和功能，以创建新型混合器件； 3）生物相容性制造方法，促进生物结构和系统的创建和共同整合。开发 3D 打印具有不同特性的各类材料的能力，可以在独特的功能性交织架构中自由生成有源电子产品。我们正在开发一种多尺度 3D 打印方法，该方法能够集成不同类别的材料，以创建各种 3D 打印电子产品和功能设备，这些设备具有使用标准微加工技术不易实现的活性特性。在其中一个示例中，我们演示了一种通过多材料三维设计和制造将无线电子产品在胃中的停留时间延长数周的方法。将生物医学电子设备与人体集成的免手术方法可以通过实现实时诊断和治疗药物的输送来彻底改变远程医疗。
Recent advances in 3D printing have enabled the creation of novel 3D constructs and devices with an unprecedented level of complexity, properties, and functionalities. In contrast to manufacturing techniques developed for mass production, 3D printing encompasses a broad class of fabrication technologies that can enable 1) the creation of highly customized and optimized 3D physical architectures from digital designs; 2) the synergistic integration of properties and functionalities of distinct classes of materials to create novel hybrid devices; and 3) a biocompatible fabrication approach that facilitates the creation and co-integration of biological constructs and systems. Developing the ability to 3D print various classes of materials possessing distinct properties could enable the freeform generation of active electronics in unique functional, interwoven architectures. Here we are developing a multiscale 3D printing approach that enables the integration of diverse classes of materials to create a variety of 3D printed electronics and functional devices with active properties that are not easily achieved using standard microfabrication techniques. In one of the examples, we demonstrate an approach to prolong the gastric residence of wireless electronics to weeks via multi-material three-dimensional design and fabrication. The surgical-free approach to integrate biomedical electronics with the human body can revolutionize telemedicine by enabling a real-time diagnosis and delivery of therapeutic agents.
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