Российские ученые из МФТИ представили уникальный литограф, который работает с точностью до 350 нанометров. Такой уровень детализации позволяет создавать структуры, сравнимые по размерам с отдельными клетками. Одно из ключевых применений устройства — производство каркасов для выращивания искусственных тканей и органов.
Технология основана на использовании ультракоротких лазерных импульсов и специальных биосовместимых полимеров. Разработчики подчеркивают, что геометрия каркаса напрямую влияет на то, как клетки будут взаимодействовать между собой. Точная структура помогает правильно организовать рост ткани, что критически важно для создания функциональных биологических конструкций.
Помимо биоинженерии, литограф найдет применение в создании микрофильтров. Устройство способно производить мембраны, которые разделяют разные типы клеток — например, отделяют здоровые от поврежденных. В ходе испытаний ученые успешно протестировали такие фильтры на эмбриональных клетках почек человека.
Особенность разработки — возможность трехмерной печати, что выгодно отличает ее от большинства существующих аналогов. В качестве материалов используются прозрачные фотополимеры, разработанные совместно с нижегородскими химиками. Это позволяет создавать сложные структуры, включая фазовые маски для работы со светом и элементы фотонных схем.
В фотонике устройство поможет решить проблему совместимости разных компонентов. Современные технологии требуют использования отдельных чипов для излучателей, приемников и схем обработки данных. Новый литограф позволяет интегрировать все эти элементы на одной подложке с помощью полимерного волокна.
Проект находится на завершающей стадии испытаний. В апреле 2025 года пройдут государственные тесты, после чего устройство поступит в серийное производство. Основными потребителями станут научные центры и компании, работающие в области биомедицины и фотоники.
Эксперты отмечают, что качество биокаркасов напрямую влияет на успешность создания искусственных органов. Точность печати и свойства используемых полимеров определяют, насколько хорошо приживутся клетки. Разработка МФТИ может ускорить прогресс в этой области, предоставив исследователям новый инструмент для работы.
Дополнительные перспективы открываются в нейроинтерфейсах и технологии "органы-на-чипе". Микроструктуры, созданные литографом, могут точно воспроизводить сложную архитектуру биологических тканей. Это важно для разработки устройств, которые взаимодействуют с нервной системой или моделируют работу настоящих органов.