科學家“打印”出人工微血管網(wǎng)絡(luò)
近日，中國科學技術(shù)大學工程科學學院微納米工程實驗室副教授李家文課題組提出適用于三維毛細血管支架高效構(gòu)建的飛秒激光動態(tài)全息加工方法，用于產(chǎn)生三維毛細血管網(wǎng)絡(luò)。該工作日前發(fā)表于《先進功能材料》，并被選為期刊封面論文，相關(guān)技術(shù)獲專利授權(quán)。
《先進功能材料》期刊封面。中國科大供圖
組織工程的目的是構(gòu)建具有生理功能的組織和器官，用于修復(fù)人體的疾病和缺損。由于體外構(gòu)建的組織缺乏與之相適應(yīng)的血液供應(yīng)系統(tǒng)，只有皮膚、軟骨和骨組織工程產(chǎn)品應(yīng)用于臨床。科學家已經(jīng)成功打印出人工心臟、肝臟、肺、腎等組織器官，但人工微血管網(wǎng)絡(luò)尤其是毛細血管網(wǎng)絡(luò)打印始終是組織工程中一個難題和瓶頸。
飛秒激光雙光子聚合具有納米級加工分辨率和三維制造能力，但是傳統(tǒng)加工策略打印微血管網(wǎng)絡(luò)效率低。課題組在前期工作的基礎(chǔ)上，提出基于局部相位調(diào)制方法，在環(huán)形貝塞爾光束的基礎(chǔ)上生成了環(huán)形缺口光場，利用快速變化的缺口環(huán)形光在光刻膠內(nèi)曝光，實現(xiàn)了復(fù)雜形貌分岔微管網(wǎng)絡(luò)和仿生多孔微管的高效加工，加工速度比傳統(tǒng)的逐點加工方法提高30倍以上。
課題組以多孔微管網(wǎng)絡(luò)為支架引導內(nèi)皮細胞貼壁生長，實現(xiàn)了形貌可定義的復(fù)雜微血管網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。研究人員介紹，該工作將為組織工程、藥物篩選和血管生理學等領(lǐng)域的研究工作提供平臺。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202470005
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