陈锋
高精度、高保真光固化生物3D打印：基于同步光吸收和自由基反应的光散射抑制新机制
报告人:陈锋
所在单位:湖南大学机械与运载工程学院
个人简介：
陈锋，于2020年加入湖南大学机械与运载工程学院担任副教授，现主要从事智能药物缓释系统的理论建模与优化设计、超声辅助生物制造等方面的研究。2017年10月至2020年1月在英国拉夫堡大学担任高级科研软件工程师 (永久职位)，负责英国区域超算中心(HPC Midlands+)工业科研软件工程师团队的筹建和高性能计算的研究。2017年之前主要从事声传播理论与大尺度建模的研究，期间参与了多个国际性项目（合作者包括英国皇家海军、英国气象局等），主导和开发了大型并行海洋低频振动噪音预测模型并应用于科研和军事领域。主导了XXX海军海洋预报中心项目声学部分子课题。项目由XXX海军完全出资，普利茅斯大学海洋预测中心独立主导，英国皇家海军和英国气象局参与合作，建立了XXX第一个为海军服务的海洋和水声预报中心。
报告摘要：
基于光聚合的生物3D打印技术由于其高精度、高效率和高调控性的优点被广泛应用于生物医疗领域，用以制造几何形状复杂的仿生结构和医疗器件。然而，由于其固有的光散射物理缺陷一方面降低了水凝胶材料的打印精度，另一方面使得打印参数的窗口极其狭窄，给复杂结构的制造带来了巨大的挑战和不便。本文提出了一种抑制光散射的新机制，即同步的光吸收和自由基反应，比目前纯光吸收的方法更能有效的抑制光散射效应。光吸收机制可有效的限制垂直光的射透深度，从而提高垂直方向的分辨率。自由基反应机制可快速消耗散射光所激发的自由基，抑制非目标区域的光固化过程，从而提高打印精度。基于此机制，本文合成了一种可溶于水的、生物相容的、并具有上述功能的光抑制添加剂，并进一步展示了此方法制备3D复杂仿生结构和器件的能力，其结果显示可显著提高打印分辨率（~30 μm）和保真度（误差小于%5），同时具备宽的打印窗口，能免去昂贵且费时的打印参数优化过程。本研究建立的新方法通过解决光散射问题，提高了光聚合生物3D打印系统的可打印性、操作性和经济性，在组织工程和再生医学领域具有重要意义。
