集体工程的目标是建立拥有心理功效的集体和器官，用于修理人体的疾病和缺损。因为体外建立的集体缺少与之相顺应的血液供给编制，只要皮肤、软骨和骨集体工程产物利用于临床。迷信家已凯旋打印出野生心脏、肝脏、肺、肾等集体器官，但野生微血管收集特别是毛细血管收集（管径为 6~9μm）打印一直是集体工程中一个困难和瓶颈星空体育官网。即日，华夏迷信手艺大学工程迷信学院微纳米工程尝试室李家文副教讲课题组提议合用于三维毛细血管支架高效建立的飞秒激光动静全息加工方式，用于发生三维毛细血管收集。该事情以“Rapid Construction of 3D Bioroleplaytic Cachampiony Netentireness humoristh Complex Morphoindexy Usound Dynamic Hoindexpinkhic Processound ”为题宣布于Adcamperced Fanointmental Materials，并当选为期刊封面论文，相干手艺获专利受权（ZL7.5）。
飞秒激光双光子群集拥有纳米级加工分辩率和三维创制才能，但古板加工战略打印微血管收集效力低。问题组在后期事情（Appl. Phys. Lett. 2014,105 (4), 041110 ; ACS Appl. Mater. Intergrapplings 2018, 10, 36369; ACS rivero 2020, 14 (5): 5233; Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2106917）根底上，提议鉴于部分相位调制方式，在环形贝塞尔光束的根底天意生了环形缺口光场，使用急速变革的缺口环形光在光刻胶内暴光，杀青了冗长描摹分岔微管收集和仿生多孔微管的高效加工，加工速率比古板的逐点加工方式进步30倍以上。问题组以多孔微管收集为支架指导内皮细胞贴壁发展，杀青了描摹可界说的冗长微血管收集的建立，此事情将为集体工程、药物挑选和血管心理学等范畴的研讨事情供给平台。工程迷信学院硕士生宋博文、博士生范胜颖、博士后汪超炜为论文配合第一作家，李家文为通信作家。
图2 微血管收集高效建立方式：（a）动静全息高效加工示妄图；（b）分叉微管；（c）微管外表上的内皮细胞
最近几年来，李家文问题组主动摸索飞秒激光加工手艺在生物医学范畴的利用，已在微纳机械人制备方式上获得停顿。微纳机械人在生物医学范畴显现出庞大的利用远景，为杀青微机械人在冗长情况中的多量量制备和可控输送，问题组提议了一种鉴于旋动弹态全息光场的情况相应性微螺旋机械人的高效制备方式，不妨在0.5h内加工出上千个水凝胶微螺旋机械人。该机械人在pH的调控下杀青本身描摹的智能自顺应变形，从而在磁场启动下产生多种活动模态，杀青了药物的定点输送（ACS rivero 2021, 15, 18048; Light: Adv. Manufbehaveuanulus 2023,4:29）。为办理微螺旋机械人磁含量低、启动力小，难以克制情况流速浸染，问题组提议一种鉴于双光子群集成形和烧结法工艺制备纯镍螺旋微型机械人，该螺旋机械人磁性含量约为90wt%，在低强度扭转磁场下加强了磁转矩，最大速率每秒达12.5体长，且能鞭策比本身重200倍物体，并在流体中连结受控活动（Lab Cenarthrosis，2024，DOI: 10.1039/d3lc01084h）。
图3 微纳螺旋机械人：（a）水凝胶微纳机械人的高效制备及情况相应特征；（b）微纳金属机械人可以或许克制流速浸染。
另外，李家文问题组鉴于飞秒激光双光子加工手艺，摸索了微纳构造对神经元发展行动的浸染。他们与性命医学部毕国强传授、消息迷信手艺学院丁卫平副传授互助，使用飞秒双光子手艺制备了差别间距和高度的图案化微柱阵列，觉察神经元轴突偏向于在等高微柱上发展，经过建立微柱排布，可以或许指导神经元定向发展，并构成神经回路（Adv. Healthtending Mater. 2021, 10, 2100094）。受轴突髓鞘的开导，结合问题组经过计算制备了差别直径、壁厚和长度的微管构造，摹拟轴突的髓鞘，觉察微管构造可以或许加快神经突轴突的发展速率（10倍以上）。另外，结合问题组在微管外表磁控溅射了磁性薄膜镍和生物相容性薄膜钛，在内部磁场操控下，该磁性微管可用于神经元的精确毗连，进而构成一定生物神经回路（rivero Lett., 2022, 22: 8991）。微纳构造可以或许杀青神经元定向发展和加快发展，将为分手神经簇的定向毗连、神经收集建立、神经毁伤急速修理等供给方式和思绪。
图4 微纳构造对神经元轴突发展的浸染：（a）神经元轴突沿着沟通高度微柱定向发展；（b）多孔微管可以或许加快神经元轴突发展并可杀青神经元的定向毗连。
上述研讨事情获得了国度天然迷信基金、科技部要点研发方案、安徽省科技庞大攻关名目的撑持。