科學(xué)家“打印”出人工微血管網(wǎng)絡(luò)
近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院微納米工程實(shí)驗(yàn)室副教授李家文課題組提出適用于三維毛細(xì)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(xì)血管網(wǎng)絡(luò)。該工作日前發(fā)表于《先進(jìn)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(jìn)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(xué)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(xì)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(shí)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(diǎn)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(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞貼壁生長，實(shí)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(xué)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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