这篇论文的研究内容主要集中在多光子光刻技术在生物医学应用中的潜力和挑战。研究由比利时根特大学的Sandra Van Vlierberghe教授及其团队完成，发表在《Advanced Functional Materials》期刊上。
生物制造技术利用增材制造生成生物组织和组织替代物。传统的生物制造方法主要依赖于挤出式打印，但由于其在分辨率、可重复性和准确性方面的局限性（通常超过100微米），这些技术在模拟活组织的复杂结构时显得不够理想。因此，越来越多的研究者开始关注基于光的技术，尤其是多光子光刻（MPL），因为它能够在微米甚至纳米尺度上实现高分辨率的结构打印。MPL技术能够生成复杂的二维和三维微纳米结构，这在组织工程和医疗器械制造中具有重要意义。
论文详细探讨了多光子光刻技术的基本原理、所需的光引发剂（Photoinitiators, PIs）和光反应生物材料的选择，以及这些材料在生物医学应用中的潜在用途。MPL技术能够在高分辨率下打印复杂的结构，这种高分辨率使得MPL在生物医学领域的应用前景广阔，包括组织工程、器官芯片和生物传感器等。研究者们强调，选择合适的光引发剂和生物材料对于成功制造复杂的三维微纳米结构至关重要。
在光引发剂的选择方面，论文中讨论了不同类型的双光子光引发剂在生物医学应用中的使用。研究者们探讨了如何提高光引发剂的水溶性和生物相容性，以便在生物环境中使用。此外，研究还提供了关于生物材料（包括天然和合成聚合物）的概述，以及它们的交联机制。通过选择合适的生物材料，研究者能够制造出具有优良机械性能和生物相容性的三维支架，这对于组织工程至关重要。
尽管MPL技术在生物医学领域展现出巨大的潜力，但在实际应用中仍面临许多挑战。首先，长时间的加工时间是一个主要问题，MPL技术的高分辨率通常伴随着较长的打印时间，这在临床应用中可能限制其使用。其次，材料选择的复杂性也是一个挑战，选择合适的光引发剂和生物材料是一个复杂的过程，研究者需要在生物相容性、机械性能和加工性能之间找到平衡。此外，技术的标准化也是一个亟待解决的问题，从实验室产品到标准化的商业材料的转变仍然是一个挑战，这需要更多的研究和开发。
尽管存在这些挑战，MPL技术在生物医学领域的未来前景依然广阔。随着技术的不断进步，预计将会有几个发展方向。首先，提高加工速度是一个重要目标。通过多焦点技术和其他创新方法，研究者们正在努力提高MPL的加工速度，以满足工业需求。其次，新材料的开发也是未来研究的重点，研究者们将集中在开发新型光引发剂和生物材料上，以提高其在生物医学应用中的性能。此外，随着技术的成熟，MPL有望在组织工程、药物筛选和个性化医疗等领域得到更广泛的应用。
在文中提到，Nanoscribe等公司提供的商业化2PP（双光子聚合）系统的广泛可用性，进一步推动了MPL技术在生物医学领域的应用。这些系统的出现使得研究者能够更方便地进行高分辨率的打印，降低了技术的进入门槛。Nanoscribe的设备在多光子光刻中被广泛应用，尤其是在生物材料的微结构制造方面，极大地促进了相关研究的进展。
总的来说，这项研究展示了多光子光刻技术在生物医学领域的巨大潜力和应用前景。尽管面临一些挑战，但通过不断的技术创新和材料开发，MPL有望在未来的生物制造和医疗器械领域发挥重要作用。Sandra Van Vlierberghe教授及其团队的研究为这一领域的进一步探索奠定了基础，期待未来能够看到更多基于MPL技术的创新应用。随着技术的不断进步和商业化的推进，MPL技术将为生物医学领域带来更多的可能性，推动个性化医疗和再生医学的发展。
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https://doi.org/10.1002/adfm.202212641