Примена технологије ласерске микрообраде у биолошким уређајима за примену
Примена прва
Увод:Ласер мицромацхининг настао у процесу производње полупроводника. Обрађује материјал ултра-кратким импулсним ласерским резањем, бушењем, заваривањем итд., А затим добија дводимензионалне (2Д) или тродимензионалне (3Д) процесе микронаносне скале.
У поређењу са дугим импулсним ласерима, ултракратко пулсирано ласерско микрообрађивање је нелинеаран, неравнотежни процес са значајним ефектима прага, минималном зоном утицаја топлоте и високом контролом. Последњих година ултракрати импулсни ласери се широко користе у пољима микро-нано израде као што су микрофлуидни уређаји, микросензори и биомедицинске примене. Нарочито у области биомедицине, ласери могу да реализују сложену и фину обраду микро- и наноструктуре, која може задовољити захтеве одређених посебних примена биомедицинских производа.
У поређењу са традиционалним методама обраде, ултракратко-пулсни ласерски микрообрада има предности ГГ-а; хладни ГГ-а; обраду, ниску потрошњу енергије, мали штету, високу прецизност и строга позиционирање у 3Д простору, а има веома добру апликацију изгледе у обради медицинских уређаја.
Микроповршинска обрада биолошких материјала
Карактеристике површине биоматеријала могу значајно утицати на понашање ћелија као што су адхезија, експанзија, пролиферација и диференцијација и важни су фактори који утичу на биокомпатибилност материјала. Иако метода модификације површине конвенционалног материјала може повећати оптерећење биоактивног материјала, постоје проблеми попут сложеног процеса, брзог растварања облоге у телу и пуцања превлаке. Технологија ласерског микрообрадјивања мења површинске карактеристике брзом обрадом различитих микроструктура на површини материјала, а оптимизира пријањање и диференцијацију ћелија променом микронске храпавости и бочног размака, а самим тим има важну улогу у промени биолошких карактеристика ћелија ткива. Ефекат. У поређењу са другим методама површинске модификације, површински модификовани слој модификованог биолошког материјала технологијом ласерског микрообрадног поступка је танак, има мало утицаја на матрицу и превазилази недостатке постојећих метода модификације.
Коуфаки ет ал. користио је фемтосекундно ласерско скенирање за обраду сужене површинске микроструктуре са односом храпавости од 2,0 до 5,9 на површини монокристалног силицијума. Микроструктура је копирана у полидиметилсилоксан (ПДМС) и полигемулзију методом преноса. - Полигликолна киселина (ПЛГА) и површина материјала ОРМОЦЕР, као што је приказано доле.
(Слика (а) Микроструктуре припремљене на површини монокристала Си, ПДМС, ПЛГА и ОРМОЦЕР коришћењем ласерске технологије; (б) Флуоресценција живих ћелија НИХ / 3Т3 (зелене) и мртвих ћелија (жуто-црвена) на површини ПДМС и ПЛГА структуре Микрограф; (ц) Флуоресцентне микрографије живих ћелија (зелене) и мртвих ћелија (жуто-црвене) ПЦ12 на површини ПДМС и ПЛГА структура)
На пољу инжењерства ткива, проучавање биолошких карактеристика ћелија на површини биолошких материјала је од великог значаја. Побољшање и побољшање биолошких својстава биолошких материјала је још један фокус развоја савремених биомедицинских материјала. Уз непрестано разумевање неспецифичних ефеката површинских површина биоматеријала, све више истраживача схвата да је само прецизна контрола ефеката биоактивности специфичних за биоматеријал на микроскопској скали од суштинског значаја. Кључ за решавање биокомпатибилност биоматеријала.
Технологија ласерског микрообрадјивања може на површини биолошких материјала произвести различите површинске структуре, као што су чисте наноструктуре, разне скале нанометара, микронске комбиноване композитне структуре, и може да произведе јединствене, сложене слојевите облике површине кроз даљње ласерске процесе микрообрадње. изглед. Адхезија и диференцијација ћелија могу се оптимизовати променом микронске храпавости, бочног размака и других параметара величине микроструктуре. Међутим, ефекат промена површинске морфологије на ћелије је сложен и његов механизам деловања се још увек истражује. Тренутно је већина релевантних истраживања још увек у лабораторијској фази. Ефекат ласерске микрообраде на површинску модификацију биолошких материјала такође захтева велику количину ин витро и ин виво експерименти се међусобно верификују.