3D Mikro- und Nanostrukturierung photosensitiver Gläser mit Hilfe von NIR-Femtosekundenlaserstrahlung für Zellträgerstrukturen in Mikrofluidikchips

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3D mikrostrukturierte Zellträger spielen eine Schlüsselrolle in der Herstellung künstlicher Gewebe durch Unterstützung des Zellwachstums in vitro und in vivo (Tissue Engineering). Die Kontrolle der Zelladhäsion, -migration, -proliferation und -differenzierung erfolgt dazu über die definierte Einstellung struktureller, chemischer, und geometrischer Eigenschaften von 3D strukturierten Zellträgern. Eine für die 3D Mikro- und Nanobearbeitung mittels Photoformverfahren besonders geeignete Klasse von Gläsern stellen photosensitive Lithium-Aluminium-Silicatgläser dar. Durch Ausnutzung des Mehr- Photoneneffektes sollen Schwellenenergiedichten diskret im Glasvolumen appliziert werden, um im Bereich des Laserstrahlfokus photochemische Gefügemodifizierungen zur Herstellung dreidimensional vergrabener Strukturen im Submikrometerbereich zu erzielen. Mikrofluidische Strukturen, die der Aufnahme und der zellbiologischen Charakterisierung der Nanostrukturen dienen sollen, können bereits mit fokussierter UV-Laserstrahlung bzw. photolithographisch im Größenbereich zwischen 100 μm und 100 mm hergestellt werden. Während die Erweiterung des Existenzbereiches geeigneter Glaszusammensetzungen photosensitiver Gläser für die Laserbearbeitung Schwerpunkt an der TU Ilmenau ist, sind am iba Heiligenstadt e.V. sowohl Laserbearbeitungsmethoden für Zellträger als auch zellbiologische Charakterisierungen vorgesehen.