Исследователи впервые показали, что оптические волокна, толщиной с человеческий волос, подходят для создания микроскопических структур на лазерном 3D-принтере. Инновационный подход в будущем может использоваться вместе с эндоскопом для производства миниатюрных, биосовместимых элементов прямо в организме человека.
Описание проекта представлено в Optics Express.
«С дальнейшим развитием, наша технология может стать важным хирургическим инструментом, — сказал лидер исследовательской команды Пол Делрот из Швейцарского федерального технологического института Лозанны. – Методика подходит для печати микро- или наномерных 3D-структур, способствующих креплению и росту клеток и ложащихся в основу биоматериалов для восстановления поврежденных тканей».
Исследователи показали, что способны получать структуры, с разрешением 1х1х21,5 микрон. Подход может быть полезен для изучения взаимодействия клеток с различными микрококонструкциями в животных моделях, создавая основу для эндоскопической печати в человеке.
Процесс начинается с погружения конца оптоволокна в жидкий фотополимер, твердеющий под действием света определенного цвета. Ученые использовали волокно для поточечной подачи лазерного луча с цифровой фокусировкой.
Технология также имеет потенциал в улучшении существующих 3D-принтеров.
«Используя одно устройство для создания крупных деталей с низким разрешением, мы можем подключить наше устройство в качестве вторичной печатающей головки, наносящей мелкие элементы с большей точностью», — сказал Делрот.
Существующие лазерные техники микропроизводства полагаются на нелинейное оптическое явление, известное как двухфотонная фотополимеризация, для избирательного затвердения участков глубоко в жидком сырье. Метод тяжело использовать для биомедицинских проектов, так как он требует сложного и дорогого оборудования. Исследователи решили упростить процесс за счет своей технологии.
«Наша работа показала, что 3D-микроструктуры можно получить без использования мощных фемтосекундных пульсирующих лазеров, — сказал Делрот. – Применяя менее сложные устройства или источники света мы сделаем технологию более доступной».