Lāzermikroapstrādes tehnoloģijas pielietošana bioloģiskās pielietošanas ierīcēs
Pieteikums Viens
Ievads:Lāzera mikromehānika radās pusvadītāju ražošanas procesā. Tas apstrādā materiālu, izmantojot ļoti īsu impulsu lāzera griešanu, urbšanu, metināšanu utt., Un pēc tam iegūst div nanodimensiju (2D) vai trīsdimensiju (3D) struktūras procesus.
Salīdzinot ar garu impulsu lāzeriem, ultravioletā impulsa lāzera mikromašīnēšana ir nelineārs, nelīdzsvarots process ar ievērojamu sliekšņa efektu, minimālu siltuma ietekmēto zonu un augstu vadāmību. Pēdējos gados īpaši īsus impulsu lāzerus plaši izmanto mikro-nano ražošanas laukos, piemēram, mikrofluidiskās ierīcēs, mikrosensoros un biomedicīnas lietojumos. Īpaši biomedicīnas jomā lāzeri var realizēt sarežģītu un smalku mikro- un nanostruktūras apstrādi, kas var atbilst dažu īpašu biomedicīnas produktu pielietojuma prasībām.
Salīdzinot ar tradicionālajām apstrādes metodēm, ultravioletā impulsa lāzera mikromašīnai ir&priekšrocības; aukstā" apstrāde, mazs enerģijas patēriņš, nelieli bojājumi, augsta precizitāte un stingra pozicionēšana 3D telpā, un tam ir ļoti labas izredzes izmantot medicīnas ierīces.
Bioloģisko materiālu apstrāde ar mikroviļņiem
Biomateriālu virsmas īpašības var būtiski ietekmēt šūnu uzvedību, piemēram, saķeri, izplešanos, proliferāciju un diferenciāciju, un ir svarīgi faktori, kas ietekmē materiālu bioloģisko savietojamību. Lai gan parastā materiāla virsmas modifikācijas metode var palielināt bioaktīvā materiāla slodzi, pastāv problēmas, piemēram, sarežģīts process, pārklājuma ātra izšķīšana ķermenī un pārklājuma plaisāšana. Lāzermikropārstrādes tehnoloģija maina virsmas īpašības, ātri apstrādājot dažādas mikrostruktūras uz materiāla virsmas, kā arī optimizē šūnu saķeri un diferenciāciju, mainot mikronu raupjumu un sānu atstarpi, un tādējādi tai ir svarīga loma audu šūnu bioloģisko īpašību maiņā. efekts. Salīdzinot ar citām virsmas modifikācijas metodēm, modificētā bioloģiskā materiāla virsmas modifikācijas slānis ar lāzera mikromašinēšanas tehnoloģiju ir plāns, maz ietekmē matricu un pārvar esošo modifikācijas metožu trūkumus.
Koufaki et al. izmantoja femtosekundes lāzera skenēšanu, lai apstrādātu konusveida virsmas mikrostruktūru ar raupjuma attiecību no 2,0 līdz 5,9 uz viena kristāla silīcija virsmas. Mikrostruktūra ar pārneses metodi tika kopēta polidimetilsiloksānā (PDMS) un poliemulsijā. - poliglikolskābes (PLGA) un ORMOCER materiāla virsma, kā parādīts zemāk.
(A) attēls. Mikrostruktūras, kas sagatavotas uz monokristāla Si, PDMS, PLGA un ORMOCER virsmas, izmantojot lāzera tehnoloģiju; (b) NIH / 3T3 dzīvo šūnu (zaļa) un mirušu šūnu (dzeltensarkana) fluorescence uz PDMS un PLGA struktūru mikrogrāfs; c) PC12 dzīvo šūnu (zaļā) un mirušo (dzeltensarkano) šūnu fluorescences mikrogrāfijas uz PDMS un PLGA struktūru virsmas)
Audu inženierijas jomā liela nozīme ir šūnu bioloģisko īpašību izpētei uz bioloģisko materiālu virsmas. Bioloģisko materiālu bioloģisko īpašību uzlabošana un uzlabošana ir vēl viens mūsdienu biomedicīnas materiālu attīstības fokuss. Ar pastāvīgu izpratni par biomateriālu virsmas saskarņu nespecifiskajiem efektiem arvien vairāk pētnieku ir sapratuši, ka tikai biomateriālu virsmai raksturīgo bioaktivitātes efektu precīza kontrole mikroskopiskā mērogā ir būtiska. Atslēga biomateriālu bioloģiskās saderības risināšanai.
Lāzermikropārstrādes tehnoloģija var radīt dažādas virsmas struktūras uz bioloģisko materiālu virsmas, piemēram, tīras nanostruktūras, dažādas nanometru skalas, mikronu kombinētās saliktās struktūras, kā arī var radīt unikālas, sarežģītas slāņainas virsmas formas, veicot citus lāzera mikromašinēšanas procesus. izskats. Šūnu adhēziju un diferenciāciju var optimizēt, mainot mikronu raupjumu, sānu atstarpi un citus mikrostruktūras lieluma parametrus. Tomēr virsmas morfoloģijas izmaiņu ietekme uz šūnām ir sarežģīta, un tās darbības mehānisms joprojām tiek pētīts. Pašlaik lielākā daļa attiecīgo pētījumu joprojām ir laboratorijas stadijā. Lāzera mikromašīnēšanas ietekme uz bioloģisko materiālu virsmas modifikāciju prasa arī lielu daudzumu in vitro un in vivo Eksperimenti tiek savstarpēji pārbaudīti.