Hiina teaduse ja tehnoloogia ülikooli (USTC) dotsent Jiawen Li rühm on teinud ettepanekufemtosekundiline laserdünaamiline holograafiline töötlemismeetod, mis sobib kolmemõõtmeliste kapillaarkarkasside tõhusaks ehitamiseks, mida saab kasutada kolmemõõtmeliste kapillaarvõrkude genereerimiseks. Seotud uurimustöö on avaldatud kaaneartiklina ajakirjas Advanced Functional Materials ja seotud tehnoloogia on volitatud patendiga.
Femtosekundilise laseriga dünaamiline holograafiline töötlemismeetod on mikro- ja nanotootmise tehnika, mis kasutab ultralühikesi impulsslasereid, mida iseloomustab materjalide peentöötluse ja struktuurilise kontrolli saavutamine mikro- ja nanoskaalal. See tehnoloogia on unikaalselt kasulik mikrotöödeldud konstruktsioonide valmistamisel, kuna võimaldab materjalide ülitäpset lõikamist ja pinna modifitseerimist mikro- ja nanoskaalas. Eriti kolmemõõtmeliste mikropeenstruktuuride ehitamisel saab femtosekundilise laserdünaamilise holograafilise töötlemise meetodiga teostada keeruliste struktuuride peentöötlust ja kiiret valmistamist, mis pakub olulist tehnilist tuge mikrovaskulaarsete võrkude ehitamiseks.
Kolmemõõtmelise kapillaaride võrgu ehitamine on koetehnoloogia jaoks väga oluline. Tehiskudede ja -organite valmistamisel on hea verevarustussüsteem oluliseks tagatiseks rakkude ellujäämise ja funktsioneerimise tagamisel. Kuid traditsiooniline in vitro koetehnoloogia preparaat ei suuda sageli tõhusalt konstrueerida ühilduvat vaskulaarsüsteemi, mille tulemuseks on tõhusa verevarustuse puudumine pärast rakkude in vivo implanteerimist. Seetõttu on füsioloogiliste funktsioonidega kolmemõõtmeliste kapillaarvõrkude ehitamine ülioluline tehiskudede pikaajalise stabiilse kasvu ja funktsiooni saavutamiseks. Femtosekundilise laserdünaamilise holograafilise töötlemise meetodi kasutuselevõtt annab uusi võimalusi ja tehnilist tuge mikroveresoonte võrkude ehitamiseks. Selle meetodi abil saab realiseerida mikrovaskulaarsete karkasside tõhusa konstruktsiooni, pakkudes uut lahendust in vitro koetehnoloogia jaoks.
3D kapillaarkarkasside tõhusaks ehitamiseks on femtosekundilise laserdünaamilise holograafilise töötlemise meetodil ainulaadsed eelised. Esiteks võib femtosekundiline laserdünaamiline holograafiline töötlemismeetod teostada ülitäpset töötlemist ja struktuurilist juhtimist mikroskaalal ning selle töötlemise täpsus võib ulatuda submikroni või isegi nanomeetri tasemeni. See annab olulise tehnilise aluse mikropeente vaskulaarsete karkasside ehitamiseks, mis võimaldavad teostada õrnemaid ja keerukamaid struktuure. Teiseks iseloomustab femtosekundilist laserdünaamilist holograafilist töötlemismeetodit kiire töötlemiskiirus ja kõrge vormimise efektiivsus, mis võimaldab keerukate mikrostruktuuride ettevalmistamist suhteliselt lühikese aja jooksul, pakkudes võimalust suuremahuliseks kolmemõõtmeliste kapillaarvõrkude ettevalmistamiseks. . Seetõttu on femtosekundilise laserdünaamilise holograafilise töötlemise meetodi rakendamisel olulised tehnilised eelised kolmemõõtmeliste kapillaarkarkasside ehitamisel.
Vastavad uurimistulemused on avaldatud aastalTäiustatud funktsionaalsed materjalid, mis tähistab olulist läbimurret 3D-kapillaarvõrgu ehitamise valdkonnas femtosekundilise laserdünaamilise holograafilise töötlusmeetodi abil. Selle tulemuse avaldamine mitte ainult ei tõesta selle tehnoloogia teostatavust ja uuenduslikkust mikrovaskulaarsete võrkude ehitamisel, vaid paneb aluse ka järgnevatele uuringutele ja rakendustele selles valdkonnas. Akadeemilistes ajakirjades avaldamise kaudu saavad vastavad uurimistulemused laiemat tunnustust ja tähelepanu, mis aitab edendada selle tehnoloogia rakendamist ja propageerimist koetehnoloogia valdkonnas.
Lisaks on sellega seotud tehnoloogiale antud patent patendiluba, mis tähendab, et teadustöö on teinud olulisi edusamme tehnoloogilise innovatsiooni ja intellektuaalomandi kaitse vallas. Patendiluba pole mitte ainult uurimisrühma jaoks oluline au, vaid mis veelgi olulisem, see võib pakkuda tugevat tuge järgnevaks tööstuslikuks kasutamiseks ja turustamiseks. Intellektuaalomandi õiguste kaitse tagab asjaomase tehnoloogia õigusliku staatuse turukonkurentsis, mis soodustab rohkem raha ja ressursside kaasamist, et investeerida vastava tehnoloogia teadus- ja arendustegevusse ning industrialiseerimisse ning soodustab teadusuuringute tulemuste muutmist tootlikkuseks. .
Tehislike mikrovaskulaarsete võrkude rakendusväljavaade on väga lai. Esiteks on sellel tehnoloogial suur tähtsus koetehnoloogia ja regeneratiivse meditsiini valdkonnas, mis võib pakkuda olulist füsioloogilist tuge tehisorganite ja -kudede ehitamisel, aidata lahendada traditsioonilises koetehnoloogias esinevaid vaskulaarse verevarustuse probleeme ja pakkuda vajalikud tingimused tehisorganite pikaajaliseks stabiilseks talitluseks. Teiseks pakub tehislike mikrovaskulaarsete võrkude rajamine ka uusi uurimisvahendeid ja platvorme ravimite sõeluuringuks, haiguste modelleerimiseks ja muudes valdkondades, mis aitab edendada uurimis- ja rakendusprotsessi seotud valdkondades. Tulevikus, tehisliku mikrovaskulaarse võrgu tehnoloogia pideva täiustamise ja edendamisega, usutakse, et see näitab suurt rakenduspotentsiaali paljudes valdkondades, nagu meditsiin, biotehnoloogia jne, ning toob inimeste tervisele uusi lootusi ja võimalusi.
Ülaltoodud sissejuhatuse kaudu on lihtne näha, et femtosekundilise laserdünaamilise holograafilise töötlemise meetodil on kunstliku mikrovaskulaarse võrgu ehitamise valdkonnas oluline tähtsus ja laialdased rakendusväljavaated. Seotud tehnoloogiate pideva arengu ja täiustamisega usume, et see toob olulisi muutusi ja läbimurdeid koetehnoloogia ja regeneratiivse meditsiini valdkonnas ning annab olulise panuse inimeste tervisesse. Tulevikus eeldame, et see tehnoloogia leiab laiemat kasutust ning toob inimeste elu ja tervise asjasse rohkem üllatusi ja lootusi.
