Bezpośrednia laserowa litografia interferencyjna w periodycznej obróbce biomateriałów

W artykule przedstawiono wyniki badań nowoczesnej technologii mikroobróbki laserowej biomateriałów opartej na wykorzystaniu interferencji impulsowych wiązek laserowych o dużej energii. Przeanalizowano wpływ polaryzacji promieniowania na formę wzorów w obrazie interferencyjnym. Eksperymentalnie wyznaczono wartości progów ablacji laserowej dla tytanu i warstw diamentopodobnych. W serii eksperymentów potwierdzono szczególne zalety metody bezpośredniej interferencyjnej litografii laserowej w periodycznej modyfikacji powierzchni dla uzyskania różnych jej topografii, włącznie ze strukturami hierarchicznymi, o różnym okresie i wymiarach wzorów. Opisano zastosowania tej technologii do kształtowania powierzchni materiałów wszczepialnych oraz rusztowań dla hodowli komórek i tkanek w bioinżynierii.

The paper presents the results of research on modern laser micromachining technology based on utilization of the interference field of high energy, pulse laser beams. The influence of radiation polarization on a pattern shape in an interference image has been analyzed theoretically. Values of laser ablation threshold for titanium and diamond-like coatings were determined experimentally. The particular advantages of the direct laser interference lithography method have been shown in a series of tests devoted to the periodical surface topography modification, including creation of hierarchical structures with different periods and feature dimensions. Another trial of tests has confirmed also the application potential of this technique in shaping of implant surfaces as well as preparation of scaffolds for cells and tissues culturing in bioengineering.