Skupina docenta Jiawen Li na Čínské univerzitě vědy a technologie (USTC) navrhlafemtosekundový laserdynamická holografická metoda zpracování vhodná pro efektivní konstrukci trojrozměrných kapilárních skafoldů, které lze použít ke generování trojrozměrných kapilárních sítí. Související výzkum byl publikován jako titulní článek v Advanced Functional Materials a související technologie byla autorizována patentem.
Metoda dynamického holografického zpracování femtosekundovým laserem je mikro- a nanofabrikační technika využívající ultrakrátké pulzní lasery, která se vyznačuje schopností dosáhnout jemného zpracování materiálů a strukturního řízení v mikro- a nanoměřítku. Tato technologie je jedinečně výhodná při výrobě mikrofabrikovaných struktur, protože umožňuje vysoce přesné řezání materiálů a povrchové úpravy v mikro- a nanoměřítku. Zejména při konstrukci trojrozměrných mikrojemných struktur může metoda dynamického holografického zpracování femtosekundovým laserem realizovat jemné zpracování a rychlou výrobu složitých struktur, což poskytuje důležitou technickou podporu pro výstavbu mikrovaskulárních sítí.
Konstrukce trojrozměrné kapilární sítě má velký význam pro tkáňové inženýrství. Při přípravě umělých tkání a orgánů je dobrý krevní systém důležitou zárukou pro zajištění přežití a funkce buněk. Tradiční příprava in vitro tkáňového inženýrství však často selhává při efektivní konstrukci kompatibilního vaskulárního systému, což má za následek nedostatek účinného krevního zásobení po implantaci buněk in vivo. Proto je výstavba trojrozměrných kapilárních sítí s fyziologickými funkcemi klíčová pro dosažení dlouhodobě stabilního růstu a funkce umělých tkání. Zavedení metody dynamického holografického zpracování femtosekundovým laserem poskytuje nové možnosti a technickou podporu pro budování mikrovaskulárních sítí. Touto metodou lze realizovat efektivní konstrukci mikrovaskulárních skafoldů, které poskytují nové řešení pro tkáňové inženýrství in vitro.
Pro efektivní konstrukci 3D kapilárních scaffoldů má metoda dynamického holografického zpracování femtosekundovým laserem jedinečné výhody. Za prvé, metoda dynamického holografického zpracování femtosekundovým laserem může realizovat vysoce přesné zpracování a strukturální řízení na mikroměřítku a jeho přesnost zpracování může dosáhnout úrovně submikronů nebo dokonce nanometrů. To poskytuje důležitý technický základ pro konstrukci mikrojemných vaskulárních lešení, které mohou realizovat jemnější a složitější struktury. Za druhé, metoda dynamického holografického zpracování femtosekundovým laserem se vyznačuje vysokou rychlostí zpracování a vysokou účinností formování, která může dokončit přípravu složitých mikrostruktur v relativně krátkém časovém období, což poskytuje možnost přípravy ve velkém měřítku trojrozměrných kapilárních sítí. . Aplikace metody dynamického holografického zpracování femtosekundovým laserem má proto důležité technické výhody při konstrukci trojrozměrných kapilárních skafoldů.
Příslušné výsledky výzkumu byly zveřejněny vPokročilé funkční materiály, která představuje významný průlom v oblasti výstavby 3D kapilární sítě metodou dynamického holografického zpracování femtosekundovým laserem. Publikace tohoto výsledku nejen dokazuje proveditelnost a inovativnost této technologie při výstavbě mikrovaskulárních sítí, ale také pokládá základy pro následný výzkum a aplikaci v této oblasti. Prostřednictvím publikování v akademických časopisech se relevantním výsledkům výzkumu dostane širšího uznání a pozornosti, což pomůže propagovat aplikaci a propagaci této technologie v oblasti tkáňového inženýrství.
Kromě toho byla související technologie schválena patentem, což znamená, že výzkum dosáhl významného pokroku v oblasti technologických inovací a ochrany duševního vlastnictví. Patentová autorizace je nejen důležitou ctí pro výzkumný tým, ale co je důležitější, může poskytnout silnou podporu pro následnou průmyslovou aplikaci a komercializaci. Ochrana práv duševního vlastnictví zajišťuje právní status příslušné technologie v tržní konkurenci, což vede k přilákání více finančních prostředků a zdrojů pro investice do výzkumu a vývoje a industrializace příslušné technologie a podporuje přeměnu výsledků vědeckého výzkumu na produktivitu. .
Aplikační vyhlídky umělých mikrovaskulárních sítí jsou velmi široké. Za prvé, tato technologie má velký význam v oblasti tkáňového inženýrství a regenerativní medicíny, která může poskytnout důležitou fyziologickou podporu pro stavbu umělých orgánů a tkání, pomoci vyřešit problémy s cévním zásobením krve, kterým čelí tradiční tkáňové inženýrství, a poskytnout nezbytné podmínky pro dlouhodobou stabilní funkci umělých orgánů. Za druhé, výstavba umělých mikrovaskulárních sítí také poskytuje nové výzkumné nástroje a platformy pro screening léků, modelování nemocí a další oblasti, což pomáhá podporovat výzkum a aplikační proces v příbuzných oborech. V budoucnu, s neustálým zlepšováním a podporou technologie umělých mikrovaskulárních sítí, se věří, že ukáže velký aplikační potenciál v mnoha oblastech, jako je medicína, bioinženýrství atd., a přinese nové naděje a příležitosti pro lidské zdraví.
Z výše uvedeného úvodu je snadné vidět, že metoda dynamického holografického zpracování femtosekundovým laserem má důležitý význam a široké vyhlídky na uplatnění v oblasti konstrukce umělých mikrovaskulárních sítí. S neustálým pokrokem a zlepšováním souvisejících technologií věříme, že přinese významné změny a průlomy v oblasti tkáňového inženýrství a regenerativní medicíny a významně přispěje k příčině lidského zdraví. V budoucnu očekáváme, že tato technologie bude více využívána a přinese více překvapení a nadějí do věci lidského života a zdraví.
