报告题目:

纳秒激光诱导制备仿猪笼草超滑表面及其在载能电刀软组织防粘应用

报告人:

刘光

所在单位:

河北科技大学

报告人简介：

刘光，男，工学博士，河北科技大学机械工程学院副教授，硕士生导师，主要从事表界面仿生润滑及摩擦、激光微纳加工、医疗器械研发等方面研究。目前主持国家自然科学基金青年基金、河北省自然科学基金青年基金、河北省高等学校青年拔尖人才计划等国家/省部级项目6项，近五年在Advanced Functional Materials、Applied Physics Reviews、Chemical Engineering Journal、Journal of Controlled Release、机械工程学报等期刊发表论文20余篇，申报国家发明专利10余项。

摘要： 

电外科手术电极表面因瞬时高温和润滑不足诱发的软组织严重粘连一直是微创手术面临的巨大挑战。受猪笼草口缘液体单向扩散和液膜快速自我补充的启发，通过纳秒激光直写方法结合光斑整形简便、高效地制备出仿猪笼草口缘多级拓扑微结构，并在其表面磁控溅射TiO₂涂层，制备了各向异性自补充液体注入表面（ASR-LIS）。该加工方法具有普适性，可以在不锈钢平面基底上制备出S形和M形图案，也可实现在曲面上制备出仿猪笼草口缘多级结构，并且表现出优异的单方向铺展性能。在ASR-LIS表面上的液体传输过程中受到毛细力的作用增强了其单向铺展性能，并且该多级结构也表现出了优异的润滑剂长效固持特性。通过实验，发现具有TiO₂涂层的ASR-LIS表面表现出更优异的油、水双亲性能。与普通电极相比，ASR-LIS电极的粘附力、切割力和组织损伤显著降低。此外，ASR-LIS上的液体可实现逆热梯度场迁移，即从冷区向热区定向扩散的性能，这一性能可以使电极尖端在工作状态时得到稳定的润滑，从而减少组织粘连。此外，制备的ASR-LIS表面对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）具有显著抑菌性能。这种创新思路在解决微创手术中载能手术器械表面软组织粘连问题具有现实意义，将对精准医疗领域的发展起到推动作用。