激光束作为生长生物组织或创建微型传感器的“ 3-D画家”

现在，利用激光束，可以将分子固定在三维材料中的确切位置。这种新方法可用于精确地生长生物组织或创建微传感器。

有许多不同的过程可用于创建微米级的三维对象，但是迄今为止仍缺乏很高的精确度。现在，可以在微米级别调整材料的化学性质。维也纳工业大学的研究人员开发了一种方法，使将分子附着在精确所需的位置成为可能。

当与正在生长的生物组织一起使用时，该方法可以“定位化学信号，告诉活细胞要附着的位置”。也有人希望该技术可以改善传感器技术：“可以创建一个微小的三维“芯片实验室”，在其中精确定位的分子与环境中的物质发生反应。

研究人员给这种新方法起了“ 3-D-photografting”的称呼。参与该项目的研究人员以前曾参与新型3-D打印机的开发。3-D打印机在微观尺寸上有局限性，对于“ 3-D照相嫁接”将用于以下类型的应用程序而言，它是无用的：“将具有不同化学性质的微小建筑材料中的材料拼凑起来将极其复杂，” Aleksandr Ovsianikov说。“这就是为什么我们从三维支架开始，然后将所需的分子准确地连接在正确的位置上的原因。”

“科学家从所谓的水凝胶开始-一种由大分子制成的材料，排列在松散的网眼中。在这些分子之间，保留有大孔，其他分子甚至细胞可以通过这些孔迁移。特殊选择的分子被引入到水凝胶网中，然后用激光束照射某些点。在聚焦的激光束最强的位置，光化学不稳定的键断裂。”

通过这样做，产生了高反应性的中间体，其几乎立即在局部水平上附着于水凝胶。“精度取决于激光器的透镜系统，在维也纳科技大学，可以获得4 µm的分辨率。”

Aleksandr Ovsianikov说：“就像艺术家一样，将颜色放置在画布的某些位置上，我们可以将分子放置在水凝胶中-但可以在三个维度上并且具有很高的精度。”

“使用这种方法可以人工生长生物组织。类似于藤蔓攀爬支架，细胞需要一些可以附着的支架。在自然的生物组织中，“细胞外基质通过使用特定的氨基酸序列来向细胞发出信号，从而使它们生长。”在实验室中，科学家正在尝试使用类似的化学信号。在各种实验中，可以在二维表面上引导细胞附着，但是为了生长具有特定内部结构（例如毛细血管）的较大组织，需要一种真正的三维技术。

3-D光接枝不仅对生物工程有用，还可以使光电或传感器技术等本身的领域受益。对于这些不同的应用，可以使用不同的分子。当在非常有限的空间中工作时，“可以定位附着到特定化学物质上并可以对其进行检测的分子。”使用此工具，可以创建微观的三维“芯片实验室”。