Yaqinda Xitoy Fan va Texnologiya Universiteti (USTC) muhandislik fanlari fakultetining Mikro va nano muhandislik laboratoriyasi dotsenti Li Jiaven guruhi 3D kapillyar iskalalarni samarali qurish uchun femtosekundlik lazerli dinamik gologramma ishlov berish usulini taklif qildi. 3D kapillyar tarmoqlarni yaratish uchun ishlatiladi. Ish "Dinamik holografik ishlov berishdan foydalangan holda murakkab morfologiyaga ega 3D biomimetic kapillyar tarmoqlarni tezkor qurish" nomi bilan nashr etilgan. Ish Advanced Functional Materials jurnalida "Dinamik golografik ishlov berish yordamida murakkab morfologiyaga ega 3D biomimetik kapillyar tarmoqlarni tezkor qurish" sarlavhasi ostida nashr etilgan va jurnalning muqovasi sifatida tanlangan va tegishli texnologiya patent bilan tasdiqlangan.
Femtosekund lazerli ikki fotonli polimerizatsiya nano o'lchamli ishlov berish ruxsati va uch o'lchovli ishlab chiqarish qobiliyatiga ega, ammo mikrovaskulyar tarmoqlarni chop etish uchun an'anaviy qayta ishlash strategiyasi samarasiz. Oldingi ishlarga asoslanib, guruh halqa shaklidagi tirqishli yorug'lik maydonini yaratish uchun halqa shaklidagi Bessel nuriga asoslangan mahalliy fazali modulyatsiya usulini taklif qiladi va tez o'zgaruvchan tirqishli halqa shaklidagi yorug'likdan fotorezist ichiga ta'sir qilish uchun foydalanadi. murakkab shakldagi bifurkatsiyalangan mikrotubula tarmog'i va bionik gözenekli mikrotubulalar yuqori samarali ishlov berish va ishlov berish tezligi an'anaviy nuqta-nuqta ishlov berish usulidan 30 baravar yuqori. Guruh g'ovakli mikrotubulalar tarmog'ini endotelial hujayralarni devorga o'sishiga yo'naltirish uchun iskala sifatida ishlatib, aniqlangan morfologiyaga ega bo'lgan murakkab mikrotomir tarmoqlarini qurishni amalga oshirdi va bu ish to'qimalar muhandisligi, dori skriningi sohalarida tadqiqot ishlari uchun platforma yaratadi. va qon tomir fiziologiyasi. Magistratura talabasi Bowen Song, doktorant Shengying Fan va doktorant Chaowei Vang maqolaning birinchi hammualliflari, Jiaven Li esa tegishli muallifdir.
Shakl Mikrovaskulyar tarmoqning samarali qurilish usuli: (a) Dinamik golografik samarali ishlov berish sxemasi; b) bifurkatsiyalangan mikronaychalar; v) mikronaychalar yuzasida joylashgan endoteliy hujayralari
So'nggi yillarda Jiawen Li guruhi biotibbiyot sohasida femtosekund lazerni qayta ishlash texnologiyasini qo'llashni faol ravishda o'rganib chiqdi va mikro-nano robotlarni tayyorlash usulida muvaffaqiyatga erishdi. Mikro-nano-robotlar biotibbiyot sohasida katta qo'llash istiqbollarini ko'rsatadi. Murakkab muhitda mikro-robotlarni katta hajmli tayyorlash va boshqariladigan tashishni amalga oshirish uchun guruh aylanadigan dinamik golografik yorug'lik maydoniga asoslangan atrof-muhitga javob beradigan mikro-spiral robotlarni samarali tayyorlash usulini taklif qiladi, bu minglab gidrogel mikrosini qayta ishlay oladi. -spiral robotlar 0.5 soat ichida. Robot pH regulyatsiyasi ostida o'z morfologiyasining aqlli moslashuvchan deformatsiyasini amalga oshiradi, bu esa o'z navbatida magnit maydon tomonidan boshqariladigan bir nechta harakat rejimlarini yaratadi va maqsadli dori tashishga erishadi (ACS Nano 2021, 15, 18048; Light: Adv. Manufacturing 2023, 4: 29). Atrof-muhit oqimi tezligining ta'sirini bartaraf etish qiyin bo'lgan mikro-spiral robotlarning past magnit tarkibi va kichik harakatlantiruvchi kuchi muammosini hal qilish uchun guruh ikki fotonli polimerizatsiyani shakllantirish va sinterlash usuliga asoslangan jarayonni taklif qildi. nikel spiral mikro-robotlar magnit tarkibi taxminan 90 wt% ni tashkil qiladi, past quvvatli aylanadigan magnit maydon ostida magnit momentni kuchaytirdi, maksimal tezligi soniyasiga 12,5 tana uzunligi va ob'ektni 200 marta og'irroq harakatlantirish qobiliyatiga ega. o'zi va suyuqlikdagi boshqariladigan harakatga (Lab Chip, 2024, DOI: 10.1039/d3lc01084h).
Shakl. Mikro-nano-spiral robotlar: (a) gidrogel mikro-nano robotlarining samarali tayyorlash va atrof-muhitga ta'sir qilish xususiyatlari; (b) mikro-nano metall robotlar oqim tezligi ta'sirini engib o'tishlari mumkin.
Bundan tashqari, Jiawen Li guruhi mikro-nanostrukturalarning femtosekundli lazerli ikki fotonli ishlov berish texnologiyasiga asoslangan neyronlarning o'sishi xatti-harakatlariga ta'sirini o'rganib chiqdi. Hayot fanlari va tibbiyot kafedrasi professori Guo-Qiang Bi va Axborot fanlari va texnologiyalari fakulteti dotsenti Veyping Ding bilan hamkorlikda ular turli oraliqlar va balandliklarga ega naqshli mikro ustunlar massivlarini tayyorlash uchun femtosekundli ikki foton texnologiyasidan foydalanganlar. , va neyron aksonlari izometrik mikropillarlarda o'sish tendentsiyasiga ega ekanligini va neyronlar mikropillar qatorlarini qurish orqali yo'nalishli o'sish va neyron davrlariga yo'naltirilishi mumkinligini aniqladilar (Adv. Healthcare Mater. 2021, 10, 2100094). Aksonal miyelinatsiyadan ilhomlanib, qo'shma guruh aksonal miyelinatsiyaga taqlid qilish uchun turli diametrli, devor qalinligi va uzunlikdagi mikrotubulalar tuzilmalarini loyihalashtirdi va tayyorladi va mikrotubulalar tuzilmalari neyron aksonlarining o'sish tezligini (10 martadan ortiq) tezlashtirishga qodir ekanligini aniqladi. Bundan tashqari, qo'shma guruh mikrotubulalar yuzasiga nikelning magnit yupqa plyonkasini va biologik mos keluvchi yupqa titan plyonkasini magnit bilan sochdi, bu maxsus biologik hosil qilish uchun tashqi magnit maydonning manipulyatsiyasi ostida neyronlarning aniq ulanishi uchun ishlatilishi mumkin. neyron davrlari (Nano Lett., 2022, 22: 8991). Mikro-nanostrukturalar neyronlarning yo'nalishli o'sishi va tezlashtirilgan o'sishini amalga oshirishga qodir, bu izolyatsiya qilingan nerv klasterlarini yo'nalishli bog'lash, neyron tarmoqlarni qurish va asab shikastlanishini tezda tiklash uchun usullar va g'oyalarni ta'minlaydi.
Shakl. Mikro-nano strukturaning neyron akson o'sishiga ta'siri: (a) neyron aksonlari bir xil balandlikdagi mikro ustunlar bo'ylab yo'nalishli tarzda o'sadi; (b) g'ovakli mikronaychalar neyron akson o'sishini tezlashtiradi va neyronlarning yo'nalishli ulanishini amalga oshirishi mumkin.
Yuqoridagi tadqiqot ishlari Xitoyning Milliy tabiiy fanlar jamg'armasi, Fan va texnologiyalar vazirligining asosiy tadqiqot va rivojlanish dasturi va Anhui provintsiyasi fan va texnologiya yirik tadqiqot loyihasi tomonidan qo'llab-quvvatlandi.
