حال ہی میں، مائیکرو اینڈ نینو انجینئرنگ لیبارٹری، سکول آف انجینئرنگ سائنس، یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی آف چائنا (یو ایس ٹی سی) میں ایسوسی ایٹ پروفیسر لی جیاوین کے گروپ نے تھری ڈی کیپلیری سکیفولڈز کی موثر تعمیر کے لیے فیمٹوسیکنڈ لیزر ڈائنامک ہولوگرافک پروسیسنگ کا طریقہ تجویز کیا ہے، جو ہو سکتا ہے۔ 3D کیپلیری نیٹ ورکس بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کام کو "متحرک ہولوگرافک پروسیسنگ کے ساتھ کمپلیکس مورفولوجی کے ساتھ 3D بایومیمیٹک کیپلیری نیٹ ورکس کی تیزی سے تعمیر" کے عنوان سے شائع کیا گیا تھا یہ کام "3D بایومیمیٹک کیپلیری نیٹ ورکس کی تیز رفتار تعمیر کے عنوان سے "متحرک ہولوگرافک پروسیسنگ کا استعمال کرتے ہوئے کمپلیکس مورفولوجی کے ساتھ" کے عنوان سے شائع ہوا تھا۔ جریدے کے کور پیپر کے طور پر منتخب کیا گیا، اور متعلقہ ٹیکنالوجی کو پیٹنٹ کے ذریعے اختیار کیا گیا۔
فیمٹوسیکنڈ لیزر ٹو فوٹون پولیمرائزیشن میں نانوسکل پروسیسنگ ریزولوشن اور تین جہتی فیبریکیشن کی صلاحیت ہے، لیکن مائکرو واسکولر نیٹ ورکس کو پرنٹ کرنے کے لیے روایتی پروسیسنگ کی حکمت عملی غیر موثر ہے۔ پچھلے کام کی بنیاد پر، گروپ نے انگوٹھی کے سائز کے بیسل بیم کی بنیاد پر ایک مقامی فیز ماڈیولیشن طریقہ تجویز کیا ہے تاکہ انگوٹھی کے سائز کا نشان والی روشنی کا میدان پیدا کیا جا سکے، اور تیزی سے بدلتی ہوئی نشان والی انگوٹھی کی شکل والی روشنی کو فوٹو ریزسٹ کے اندر بے نقاب کرنے کے لیے استعمال کیا جائے، اس کا احساس پیچیدہ شکل والے مائیکرو ٹیوبول نیٹ ورک اور بایونک پورس مائیکرو ٹیوبلز کی اعلی کارکردگی والی مشینی، اور مشینی رفتار روایتی پوائنٹ بہ پوائنٹ مشینی طریقہ سے 30 گنا زیادہ ہے۔ گروپ نے غیر محفوظ مائیکرو ٹیوبول نیٹ ورک کو دیوار کے خلاف بڑھنے کے لیے اینڈوتھیلیل سیلز کی رہنمائی کے لیے ایک سہار کے طور پر استعمال کیا، جس میں قابل تعریف مورفولوجی کے ساتھ پیچیدہ مائکرو واسکولر نیٹ ورکس کی تعمیر کا احساس ہوا، اور یہ کام ٹشو انجینئرنگ، ڈرگ اسکریننگ کے شعبوں میں تحقیقی کام کے لیے ایک پلیٹ فارم فراہم کرے گا۔ اور عروقی فزیالوجی۔ بوون سونگ، ایک ماسٹر کے طالب علم، شینگینگ فین، ایک ڈاکٹریٹ کے طالب علم، اور چاوئی وانگ، ایک پوسٹ ڈاکٹریٹ فیلو، اس مقالے کے شریک پہلے مصنف ہیں، اور جیاوین لی متعلقہ مصنف ہیں۔
مائیکرو واسکولر نیٹ ورک کا موثر تعمیراتی طریقہ: (a) متحرک ہولوگرافک موثر پروسیسنگ کی اسکیمیٹک؛ (b) مائیکرو ٹیوبلز میں تقسیم (c) مائکروٹوبولس کی سطح پر اینڈوتھیلیل خلیات
حالیہ برسوں میں، جیاوین لی کے گروپ نے بایومیڈیکل فیلڈ میں فیمٹوسیکنڈ لیزر پروسیسنگ ٹیکنالوجی کے استعمال کو فعال طور پر تلاش کیا ہے، اور مائیکرو نینو روبوٹس کی تیاری کے طریقہ کار میں پیش رفت کی ہے۔ مائیکرو نینو روبوٹ بائیو میڈیسن کے میدان میں استعمال کے زبردست امکانات دکھاتے ہیں۔ پیچیدہ ماحول میں مائیکرو روبوٹس کی بڑے حجم کی تیاری اور قابل کنٹرول نقل و حمل کا احساس کرنے کے لیے، گروپ نے ماحول کے لیے جوابدہ مائیکرو ہیلیکل روبوٹس کی تیاری کا ایک موثر طریقہ تجویز کیا ہے جو گردشی طور پر متحرک ہولوگرافک لائٹ فیلڈ پر مبنی ہے، جو ہزاروں ہائیڈروجیل مائیکرو پراسیس کر سکتا ہے۔ ہیلیکل روبوٹ 0.5 گھنٹے کے اندر۔ روبوٹ کو پی ایچ ریگولیشن کے تحت اپنی شکل کے ذہین انکولی اخترتی کا احساس ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں مقناطیسی میدان سے چلنے والے متعدد موشن موڈز پیدا ہوتے ہیں، اور ٹارگٹڈ ڈرگ ٹرانسپورٹیشن حاصل کرتے ہیں (ACS Nano 2021, 15, 18048; Light: Adv. Manufacturing, 2023: 2021 29)۔ کم مقناطیسی مواد اور مائیکرو ہیلیکل روبوٹس کی چھوٹی ڈرائیونگ فورس کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے، جو ماحولیاتی بہاؤ کی رفتار کے اثر پر قابو پانا مشکل ہے، گروپ نے دو فوٹوون پولیمرائزیشن کی تشکیل اور سنٹرنگ کے طریقہ کار پر مبنی ایک عمل تجویز کیا۔ نکل ہیلیکل مائیکرو روبوٹس، جن کا مقناطیسی مواد تقریباً 90 wt٪ ہوتا ہے، کم طاقت کے گھومنے والے مقناطیسی میدان کے تحت مقناطیسی ٹارک کو بڑھاتا ہے، جس کی زیادہ سے زیادہ رفتار 12.5 جسمانی لمبائی فی سیکنڈ ہوتی ہے اور اس سے 200 گنا بھاری چیز کو آگے بڑھانے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ خود، اور سیال میں کنٹرول شدہ حرکت کے لیے (Lab Chip, 2024, DOI: 10.1039/d3lc01084h)۔
مائیکرو نینو سرپل روبوٹس: (a) ہائیڈروجیل مائیکرو نینو روبوٹس کی موثر تیاری اور ماحولیاتی ردعمل کی خصوصیات؛ (b) مائیکرو نینو دھاتی روبوٹ بہاؤ کی رفتار کے اثر پر قابو پا سکتے ہیں۔
مزید برآں، جیاوین لی کے گروپ نے فیمٹوسیکنڈ لیزر ٹو فوٹون پروسیسنگ ٹیکنالوجی پر مبنی نیورونل گروتھ رویے پر مائیکرو نینو اسٹرکچرز کے اثر کو دریافت کیا۔ شعبہ لائف سائنسز اینڈ میڈیسن کے پروفیسر Guo-Qiang Bi اور سکول آف انفارمیشن سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے ایسوسی ایٹ پروفیسر ویپنگ ڈنگ کے ساتھ مل کر، انہوں نے مختلف فاصلوں اور اونچائیوں کے ساتھ پیٹرن والے مائکرو پلرز کی صفیں تیار کرنے کے لیے فیمٹوسیکنڈ دو فوٹون ٹیکنالوجی کا استعمال کیا۔ ، اور پتہ چلا کہ نیورونل ایکونز isometric micropillers پر بڑھنے کا رجحان رکھتے ہیں، اور یہ کہ نیورونز کو مائکرو پلر قطاریں بنا کر دشاتمک نمو اور عصبی سرکٹس کی رہنمائی کی جا سکتی ہے (Adv. Healthcare Mater. 2021, 10, 2100094)۔ محوری مائیلینیشن سے متاثر ہو کر، مشترکہ گروپ نے مختلف قطروں، دیواروں کی موٹائیوں اور لمبائیوں کے ساتھ مائیکرو ٹیوبول ڈھانچے کو ڈیزائن اور تیار کیا تاکہ محوری مائیلینیشن کی نقل کی جا سکے، اور پتہ چلا کہ مائیکرو ٹیوبول ڈھانچے نیورونل ایکسون کی شرح نمو کو تیز کرنے کے قابل تھے (10 سے زیادہ بار)۔ اس کے علاوہ، مشترکہ گروپ نے مقناطیسی طور پر نکل کی ایک مقناطیسی پتلی فلم اور مائکرو ٹیوبلز کی سطح پر ٹائٹینیم کی ایک بایو کمپیٹیبل پتلی فلم کو پھوٹا، جسے مخصوص حیاتیاتی تشکیل کے لیے بیرونی مقناطیسی میدان کی ہیرا پھیری کے تحت نیوران کے درست کنکشن کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اعصابی سرکٹس (نینو لیٹ.، 2022، 22:8991)۔ مائیکرو نینو اسٹرکچرز نیورونز کی دشاتمک نمو اور تیز رفتار نمو کو محسوس کرنے کے قابل ہیں، جو الگ تھلگ اعصابی جھرمٹ کے دشاتمک کنکشن، عصبی نیٹ ورکس کی تعمیر، اور اعصابی نقصان کی تیزی سے مرمت کے لیے طریقے اور آئیڈیاز فراہم کریں گے۔
مائیکرو نینو ڈھانچے کا نیورونل ایکسون کی نمو پر اثر: (a) نیورونل ایکسون ایک ہی اونچائی کے مائیکرو ستونوں کے ساتھ دشاتمک انداز میں بڑھتے ہیں۔ (b) غیر محفوظ مائکروٹوبولس نیورونل ایکسون کی نمو کو تیز کرتے ہیں اور نیوران کے دشاتمک کنکشن کا احساس کر سکتے ہیں۔
مذکورہ تحقیقی کام کو نیشنل نیچرل سائنس فاؤنڈیشن آف چائنا، وزارت سائنس اور ٹیکنالوجی کے کلیدی تحقیق اور ترقی کے پروگرام اور آنہوئی صوبائی سائنس اور ٹیکنالوجی کے بڑے ریسرچ پروجیکٹ نے تعاون کیا۔
