双光子灰度光刻微纳加工技术全领域应用速递7

随着微型机器人技术的快速发展，越来越多的研究开始关注其在生物医学领域的应用，尤其是在药物传递和癌症治疗方面。传统的药物传递系统往往面临着药物在体内的分布不均和靶向性差的问题。为了克服这些挑战，中国香港中文大学深圳校区的Min Ye及其团队提出了一种基于生物可降解明胶甲基丙烯酰胺（GelMA）和金属有机框架（MOF）的磁性微型机器人系统，利用叶酸（FA）作为靶向分子，增强癌细胞的抑制效果，进而提高药物传递的效率。研究成果发表在《Cyborg and Bionic Systems》期刊上。

研究团队采用了两光子光刻技术，利用Nanoscribe GT2设备成功制造出具有螺旋结构的GelMA微型机器人，该系统不仅能够在磁场的引导下精确定位到肿瘤部位，还能通过叶酸的靶向作用促进药物的内吞作用，从而提高治疗效果。

这项研究为微型机器人在癌症治疗中的应用提供了新的思路和方法。未来，研究团队计划进一步优化微型机器人的设计，提高其在复杂生物环境中的稳定性和靶向性。此外，结合其他靶向分子和药物，开发多功能的微型机器人系统，将有助于实现更为精准的癌症治疗。

癌症是全球疾病相关死亡的主要原因之一，传统的药物治疗方法往往无法有效地将药物送达肿瘤部位，导致药物的疗效大打折扣。根据2020年全球癌症统计数据，现有的治疗方法在药物靶向性和释放效率上存在显著不足。因此，迫切需要开发新的治疗策略，以提高药物的靶向输送和释放效率。为了克服这个困难，全南大学的Van Du Nguyen及其团队设计和制造一种新型的微型机器人，能够在外部磁场的控制下进行无线操控，并有效地将抗癌药物输送到肿瘤部位。研究团队采用了双光子光刻（2PP）技术，利用Nanoscribe的设备制造出具有治疗功能的微型机器人，并通过外部磁场实现其运动控制。研究成果发表在2022年第11届国际控制、自动化与信息科学会议（ICCAIS）上。

研究表明，在外部磁场的作用下，微型机器人能够以高达126微米/秒的速度进行螺旋运动，并能够按照预设轨迹进行移动。最后，研究团队通过与人源癌细胞（MKN-45细胞）的共培养实验，评估了微型机器人在药物释放和细胞杀伤方面的效果。结果显示，微型机器人能够有效地释放DOX，并以剂量依赖的方式杀死癌细胞。

本研究展示了微型机器人在癌症治疗中的巨大潜力，未来的研究方向可以包括在小动物模型中验证微型机器人的治疗效果，以评估其在体内的安全性和有效性。此外，开发具有多种功能的微型机器人，例如同时进行药物输送和成像，以实现更全面的治疗效果，也是一个值得探索的方向。最后，探索微型机器人在临床治疗中的应用，特别是在靶向药物输送和减少副作用方面的潜力，将为癌症治疗带来新的希望。

在过去的二十年中，DLW技术经历了显著的发展，然而，提升打印分辨率和开发具有多种功能的打印材料的策略仍然相对稀缺。现有的技术面临着几个主要挑战，包括功能性光聚合材料的开发、实现更小的特征尺寸以及提高生产效率，以满足学术研究和工业化的广泛需求。为了解决这些瓶颈，德累斯顿工业大学的Ye Yu教授及其团队提出了一种经济有效的方法，利用半导体量子点（QDs）通过表面化学改性与单体共聚合，从而形成透明复合材料。研究表明，QDs在复合材料中表现出良好的胶体稳定性和光致发光特性，这为进一步探索这种复合材料的打印特性提供了可能。研究成果发表在《Advanced Materials》期刊上。

在研究过程中，团队使用了Nanoscribe的3D激光光刻系统Photonic Professional GT2，该系统配备了780 nm波长的激光，能够实现高精度的三维打印。通过该设备，研究人员能够在不同的激光功率和扫描速度下进行打印实验，评估不同条件下材料的聚合行为和特征尺寸。研究结果表明，使用QD修饰的材料在相同的打印条件下，能够实现更小的特征尺寸和更高的打印效率，这为未来的应用提供了广阔的前景。

该研究的成果不仅为DLW技术的进一步发展提供了新的思路，也为直接打印功能化微结构和器件在光电子学、电子学等领域的应用奠定了基础。随着材料科学和纳米技术的不断进步，未来的研究可以进一步探索不同类型的量子点及其在3D打印中的应用潜力。