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建的飛秒激光動(dòng)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(jìn)功能材料》，并被選為期刊封面論文，相關(guān)技術(shù)獲專(zhuān)利授權。

《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建具有生理功能的組織和器官，用于修復人體的疾病和缺損。由于體外構建的組織缺乏與之相適應的血液供應系統，只有皮膚、軟骨和骨組織工程產(chǎn)品應用于臨床。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 )尤其是毛細血管網(wǎng)絡(luò )打印始終是組織工程中一個(gè)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上，提出基于局部相位調制方法，在環(huán)形貝塞爾光束的基礎上生成了環(huán)形缺口光場(chǎng)，利用快速變化的缺口環(huán)形光在光刻膠內曝光，實(shí)現了復雜形貌分岔微管網(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 )為支架引導內皮細胞貼壁生長(cháng)，實(shí)現了形貌可定義的復雜微血管網(wǎng)絡(luò )的構建。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。