जैविक अनुप्रयोग उपकरणों में लेजर माइक्रोमैचिंग प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग
आवेदन एक
परिचय:अर्धचालक विनिर्माण प्रक्रिया में लेजर माइक्रोमैचिंग की उत्पत्ति हुई। यह अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स लेजर कटिंग, ड्रिलिंग, वेल्डिंग, आदि के माध्यम से सामग्री को संसाधित करता है, और फिर माइक्रो-नैनोस्केल दो-आयामी (2 डी) या तीन-आयामी (3 डी) संरचना प्रक्रियाओं को प्राप्त करता है।
लंबे स्पंदित लेज़रों की तुलना में, अल्ट्राशोर्ट पल्स्ड लेज़र माइक्रोक्राइनिंग एक गैर-रैखिक, गैर-संतुलन प्रक्रिया है जिसमें महत्वपूर्ण थ्रेशोल्ड प्रभाव, न्यूनतम गर्मी प्रभावित क्षेत्र और उच्च नियंत्रणीयता होती है। हाल के वर्षों में, अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर का व्यापक रूप से माइक्रो-नैनो निर्माण क्षेत्रों जैसे कि माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस, माइक्रोसेन्सर्स और बायोमेडिकल अनुप्रयोगों में उपयोग किया गया है। विशेष रूप से बायोमेडिसिन के क्षेत्र में, लेजर जटिल और ठीक सूक्ष्म- और नैनोस्ट्रक्चर प्रसंस्करण का एहसास कर सकते हैं, जो बायोमेडिकल उत्पादों के कुछ विशेष अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।
पारंपरिक प्रसंस्करण विधियों की तुलना में, अल्ट्राशॉर्ट-पल्स लेज़र माइक्रोमैचिंग में जीजी कोटे के फायदे हैं; कोल्ड जीजी कोटे; प्रसंस्करण, कम ऊर्जा की खपत, छोटे नुकसान, उच्च सटीकता, और 3 डी अंतरिक्ष में सख्त स्थिति, और चिकित्सा उपकरणों के प्रसंस्करण में एक बहुत अच्छा अनुप्रयोग संभावना है।
जैविक पदार्थों की सूक्ष्म सतह प्रसंस्करण
बायोमटेरियल्स की सतह विशेषताओं आसंजन, विस्तार, प्रसार और भेदभाव जैसी कोशिकाओं के व्यवहार को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकती हैं, और सामग्री की जैव-संरचना को प्रभावित करने वाले महत्वपूर्ण कारक हैं। हालांकि पारंपरिक सामग्री की सतह संशोधन विधि बायोएक्टिव सामग्री के भार को बढ़ा सकती है, जटिल प्रक्रिया, शरीर में तेजी से विघटन और कोटिंग के टूटने जैसी समस्याएं हैं। लेजर micromachining प्रौद्योगिकी सामग्री की सतह पर विभिन्न माइक्रोस्ट्रक्चर को तेजी से संसाधित करके सतह की विशेषताओं को बदलती है, और माइक्रोन खुरदरापन और पार्श्व रिक्ति को बदलकर कोशिकाओं के आसंजन और भेदभाव का अनुकूलन करती है, और इस प्रकार ऊतक कोशिकाओं की जैविक विशेषताओं को बदलने में महत्वपूर्ण भूमिका होती है। प्रभाव। अन्य सतह संशोधन विधियों की तुलना में, लेजर micromachining प्रौद्योगिकी द्वारा संशोधित जैविक सामग्री की सतह संशोधन परत पतली है, मैट्रिक्स पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, और मौजूदा संशोधन विधियों की कमियों पर काबू पाती है।
Koufaki एट अल। एक एकल क्रिस्टल सतह सतह पर 2.0 से 5.9 की खुरदरापन अनुपात के साथ एक पतला सतह microstructure संसाधित करने के लिए एक फेमोटोसेकंड लेजर स्कैनिंग का उपयोग किया। माइक्रोस्ट्रक्चर को एक ट्रांसफर विधि द्वारा पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) और पॉलीमल्शन में कॉपी किया गया था। - पॉलीग्लाइकोलिक एसिड (PLGA) और ORMOCER सामग्री सतह, जैसा कि नीचे दिखाया गया है।
(अंजीर। (ए) लेजर तकनीक का उपयोग करके एकल क्रिस्टल सी, पीडीएमएस, पीएलजीए और ओआरओएमओसी की सतह पर तैयार किए गए माइक्रोस्ट्रक्चर (बी) एनआईएच / 3 टी 3 जीवित कोशिकाओं (हरा) और मृत कोशिकाओं (पीले-लाल) की प्रतिदीप्ति की सतह पर; PDMS और PLGA संरचनाएं Micrograph; (c) PDMS और PLGA संरचनाओं की सतह पर PC12 की जीवित कोशिकाओं (हरा) और मृत कोशिकाओं (पीला-लाल) की प्रतिदीप्ति माइक्रोग्रैफ़्स)
टिशू इंजीनियरिंग के क्षेत्र में, जैविक पदार्थों की सतह पर कोशिकाओं की जैविक विशेषताओं का अध्ययन करने का बहुत महत्व है। जैविक पदार्थों के जैविक गुणों में सुधार और सुधार समकालीन जैव चिकित्सा सामग्री के विकास का एक और ध्यान है। बायोमेट्रिक सतह इंटरफेस के गैर-विशिष्ट प्रभावों की निरंतर समझ के साथ, अधिक से अधिक शोधकर्ताओं ने महसूस किया है कि माइक्रोस्कोपिक पैमाने पर बायोमेट्रिक सतह-विशिष्ट बायोएक्टिविटी प्रभावों का केवल सटीक नियंत्रण मौलिक है। बायोमैटिरियल्स की जैव-संरचना को हल करने की कुंजी।
लेजर micromachining प्रौद्योगिकी जैविक सामग्री की सतह पर विभिन्न प्रकार की सतह संरचनाओं का उत्पादन कर सकती है, जैसे कि शुद्ध नैनोस्ट्रक्चर, नैनोमीटर के विभिन्न पैमाने, माइक्रोन संयुक्त समग्र संरचनाएं, और आगे लेजर microminingining प्रक्रियाओं के माध्यम से अद्वितीय, जटिल स्तरित सतह आकृतियों का उत्पादन कर सकते हैं। उपस्थिति। सेल आसंजन और भेदभाव को माइक्रोन खुरदरापन, पार्श्व रिक्ति और अन्य माइक्रोस्ट्रक्चर आकार मापदंडों को अलग करके अनुकूलित किया जा सकता है। हालांकि, कोशिकाओं पर सतह आकारिकी परिवर्तनों का प्रभाव जटिल है, और इसकी कार्रवाई का तंत्र अभी भी पता लगाया जा रहा है। वर्तमान में, अधिकांश प्रासंगिक अनुसंधान अभी भी प्रयोगशाला चरण में हैं। जैविक पदार्थों की सतह के संशोधन पर लेजर माइक्रोमाचिंग के प्रभाव को भी इन विट्रो और विवो में बड़ी मात्रा में आवश्यकता होती है। प्रयोगों को पारस्परिक रूप से सत्यापित किया जाता है।