Ударные и кавитационные процессы при фемтосекундной лазерной биопечати
Российский научный фонд (РНФ), 25-79-10125
Ашихмин Д.И.
1, Ашарчук Н.М.
1, Седова Ю.К.
1, Ровенко В.В.
1, Жигарьков В.С.
1, Минаев Н.В.
1, Мареев Е.И.
1, Юсупов В.И.
11Национальный исследовательский центр " Курчатовский институт", Москва, Россия

Email: ashihmin.dmitrii68@gmail.com, nikaasharchuk@yandex.ru, yulia.sedova94@gmail.com, rovenko.vladimir@physics.msu.ru, vzhigarkov@gmail.com, minaevn@gmail.com, mareev.evgeniy@physics.msu.ru, iouss@yandex.ru
Поступила в редакцию: 4 мая 2026 г.
В окончательной редакции: 4 мая 2026 г.
Принята к печати: 23 октября 2026 г.
Выставление онлайн: 12 ноября 2026 г.
С помощью времяразрешенной теневой фотографии и численного моделирования исследована динамика ударных волн и кавитации при фемтосекундном лазерном пробое в воде и 1 % растворе гиалуроновой кислоты. Показано, что в гидрогеле существенно снижаются скорость ударной волны (~ 1550 m/s против ~ 1800 m/s в воде) и пиковые давления (~ 40 MPa против ~ 1.5 GPa в воде) при незначительных изменениях параметров кавитационных пузырей. Результаты важны для повышения эффективности лазерной биопечати. Ключевые слова: гиалуроновая кислота, фемтосекундные лазерные импульсы, ударные волны, кавитация.
- P. Serra, A. Pique, Adv. Mater. Technol., 4 (1), 1800099 (2019). DOI: 10.1002/admt.201800099
- L. Koch, A. Deiwick, A. Franke, K. Schwanke, A. Haverich, R. Zweigerdt, B. Chichkov, Biofabrication, 10 (3), 35005 (2018). DOI: 10.1088/1758-5090/aab981
- A. Zennifer, A. Subramanian, S. Sethuraman, Bioprinting, 27, e00205 (2022). DOI: 10.1016/j.bprint.2022.e00205
- J. Chang, X. Sun, Front. Bioeng. Biotechnol., 11, 1255782 (2023). DOI: 10.3389/fbioe.2023.1255782
- C.-Y. Liaw, M. Guvendiren, Biofabrication, 9 (2), 24102 (2017). DOI: 10.1088/1758-5090/aa7279
- V.I. Yusupov, M.V. Gorlenko, V.S. Cheptsov, N.V. Minaev, E.S. Churbanova, V.S. Zhigarkov, E.A. Chutko, S.A. Evlashin, B.N. Chichkov, V.N. Bagratashvili, Laser Phys. Lett., 15 (6), 65604 (2018). DOI: 10.1088/1612-202X/aab5ef
- V.S. Cheptsov, S.I. Tsypina, N.V. Minaev, V.I. Yusupov, B.N. Chichkov, Int. J. Bioprint., 5 (1), 165 (2019). DOI: 10.18063/ijb.v5i1.165
- A.V. Pushkin, N.V. Minaev, F.V. Potemkin, V.S. Cheptsov, V.I. Yusupov, Opt. Laser Technol., 172, 110482 (2024). DOI: 10.1016/j.optlastec.2023.110482
- D.I. Ashikhmin, S.E. Minaev, N.V. Minaev, Y.K. Sedova, S.I. Tsypina, V.I. Yusupov, Bull. Lebedev Phys. Inst., 51 (Suppl. 10), S877 (2024). DOI: 10.3103/S1068335624601523
- E. Mareev, N. Minaev, V. Zhigarkov, V. Yusupov, Photonics, 8 (9), 374 (2021). DOI: 10.3390/photonics8090374
- A. Vogel, U. Parlitz, S. Busch, Proc. SPIE, 2391, 74 (1995). DOI: 10.1117/12.209939
- A. Vogel, S. Busch, U. Parlitz, J. Acoust. Soc. Am., 100 (1), 148 (1996). DOI: 10.1121/1.415878
- G. Divya Prakash, R.V. Anish, G. Jagadeesh, D. Chakravortty, Anal. Biochem., 419 (2), 292 (2011). DOI: 10.1016/j.ab.2011.08.038
- Bubble dynamics and shock waves, ed. by C.F. Delale. Ser. Shock Wave Science and Technology Reference Library (Springer, Berlin-Heidelberg, 2013), vol. 8. DOI: 10.1007/978-3-642-34297-4