Ein neu veröffentlichter Übersichtsartikel in Engineering untersucht das Potenzial der Multiphotonenpolymerisation (MPP) für die Mikro-/Nanomanufacturing im Bereich der Präzisionsmedizin. Die von einem Expertenteam aus verschiedenen Institutionen durchgeführte Untersuchung befasst sich mit den Grundlagen, Materialien, biomedizinischen Anwendungen, Herausforderungen und Zukunftsperspektiven dieser innovativen Technologie.

MPP ist eine berührungslose, hochpräzise Formgebungstechnologie, die im Mikro-/Nano-Bereich große Beachtung gefunden hat. Sie basiert auf lichtinduzierten Polymerisationsreaktionen und ermöglicht die Herstellung komplexer Strukturen mit einer Präzision im Submikrometerbereich. Dies macht sie zu einem vielversprechenden Werkzeug für die Präzisionsmedizin im Mikro-/Nanomaßstab, wo die Entwicklung und Herstellung von Mikro-/Nanomaßstabswerkzeugen für die Verabreichung, Diagnose und Therapie von entscheidender Bedeutung sind.

Der Übersichtsartikel bietet einen umfassenden Überblick über die Grundlagen der MPP, einschließlich des Multiphotonen-Absorptions-Theorems, MPP-Geräte und den MPP-Prozess. Außerdem werden die bei der MPP verwendeten Materialien, wie handelsübliche Photoresists und Materialien aus Photoinitiatoren und Photopolymeren, und ihre Anforderungen für biomedizinische Anwendungen erörtert.

Einer der wichtigsten Punkte des Artikels ist die Erforschung der verschiedenen biomedizinischen Anwendungen der MPP. Dazu gehören Verabreichungssysteme wie Mikroroboter und Mikronadeln für die Verabreichung von Medikamenten und Zellen, die Modellierung von Mikrogewebe für das Wirkstoffscreening, die Krankheitsmodellierung und die Gewebereparatur, die Chirurgie einschließlich der photodynamischen Therapie, die Mikromanipulation und die Zellsortierung sowie die Diagnose wie die Erkennung von Biosignalen und Biomarkern. Der Artikel zeigt zahlreiche Beispiele dafür, wie die MPP zur Herstellung innovativer Mikro-/Nanogeräte verwendet wurde, die das Potenzial haben, die Präzisionsmedizin zu revolutionieren.

Es gibt jedoch mehrere Herausforderungen, die für eine breite Anwendung der MPP in der Präzisionsmedizin gelöst werden müssen. Dazu gehören die Gewährleistung der biologischen Sicherheit der Materialien, die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der Funktionalitäten der Materialien, die Verbesserung der Effizienz und der Auflösung des Herstellungsprozesses sowie die Bewältigung der Stabilitäts- und Kostenprobleme im Zusammenhang mit der Anwendung von MPP im klinischen Umfeld.

Mit Blick auf die Zukunft gibt der Artikel einen positiven Ausblick auf die Zukunft von MPP in der Präzisionsmedizin. Er deutet darauf hin, dass die MPP mit weiterer Forschung und Entwicklung ihre derzeitigen Beschränkungen überwinden und zu einer Mainstream-Technologie in diesem Bereich werden könnte. Die Forscher betonen, dass die Materialeigenschaften, das strukturelle Design und die Prozessverbesserung im Mikro-/Nanomaßstab weiter erforscht werden müssen, um das Potenzial der MPP in der Präzisionsmedizin voll auszuschöpfen.

Dieser Übersichtsartikel bietet wertvolle Einblicke in das Potenzial der MPP-basierten Mikro-/Nanomanufacturing in der Präzisionsmedizin. Er leistet einen wichtigen Beitrag zu diesem Bereich, indem er die mit dieser Technologie verbundenen Möglichkeiten und Herausforderungen aufzeigt und den Weg für künftige Forschung und Innovation ebnet. Die Weiterentwicklung der MPP verspricht eine Verbesserung der Diagnose, Behandlung und Vorbeugung von Krankheiten, was letztlich den Patienten weltweit zugute kommt.

Original Paper:

“Multiphoton Polymerization-based Micro/Nanomanufacturing Toward Precision Medicine”, verfasst von Jiarui Hu, An Ren, Weikang Lv, Abdellah Aazmi, Changwei Qin, Xinyi Liang, Xiaobin Xu, Mengfei Yu, Qi Li, Huayong Yang, Liang Ma. Volltext des Open-Access-Papiers: https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.10.016. 

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Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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