我国学者用飞秒激光加工技术打印出毛细血管网络

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2024-02-06 17:04

中国科学技术大学工程科学学院微纳米工程实验室副教授李家文课题组，提出适用于三维毛细血管支架高效构建的飞秒激光动态全息加工方法，并用其打印出三维毛细血管网络。该成果日前发表于《先进功能材料》，相关技术已获专利授权。

利用组织工程技术可以构建具有生理功能的组织和器官，用于治疗、修复人体的疾病和缺损。由于体外构建的组织缺乏与之相适应的血液供应系统，因此，目前只有皮肤、软骨和骨组织工程产品应用于临床。尽管研究人员已经成功打印出人工心脏、肝脏、肺、肾等组织器官，但人工微血管网络，尤其是管径为6—9微米的毛细血管网络的打印，仍然是组织工程技术中的难题和瓶颈。

飞秒激光双光子聚合技术具有纳米级的加工分辨率和三维制造能力，但用传统的加工策略打印微血管网络的效率低。课题组在前期工作的基础上，提出基于局部相位调制的方法，在环形贝塞尔光束的基础上生成了环形缺口光场。利用快速变化的缺口环形光在光刻胶内曝光，研究人员实现了复杂形貌的分岔微管网络和仿生多孔微管的高效加工，加工速度比传统的逐点加工方法提高30倍以上。

据课题组以多孔微管网络为支架，引导内皮细胞贴壁生长，实现了形貌可定义的复杂微血管网络的构建。研究人员介绍，此项成果将为组织工程、药物筛选和血管生理学等领域的研究工作提供平台。