光固化增材制造技术因其卓越的空间分辨率能够重建复杂的组织结构，在生物打印领域具有巨大潜力。然而，由于生物组织内部强烈的光学散射，光的传播会形成随机散斑图案，使得传统打印方法无法在衍射极限尺寸下打印特征结构。同时，通常用于触发光聚合的紫外线或蓝光穿透组织深度较差，限制了高细胞密度组织构建的制备。
瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究团队创新性地融合了材料科学、自适应光学与智能算法，提出了全新的解决方案。EPFL团队摒弃了穿透力弱的传统紫外光，采用近红外光作为能量载体。他们合成了一种特殊的上转换纳米粒子，能吸收穿透组织的近红外光，并将其高效转换为引发生物材料固化的紫外光，在目标位置实现定点聚合。
技术创新一：上转换纳米粒子
合成特殊纳米粒子，吸收近红外光并转换为紫外光，在目标位置实现定点聚合，突破传统紫外光穿透深度限制。
同时，为解决光线在组织中散射失真的难题，团队利用上转换过程中产生的可见光作为反馈信号，通过高速空间光调制器和智能优化算法，实时计算并补偿光路畸变。这使得近红外光能够在厚度达300微米的鸡胸肉组织后方，重新聚焦成尺寸仅为1.65微米的精细光斑。
技术创新二：自适应光学补偿
利用可见光作为反馈信号，通过高速空间光调制器和智能优化算法，实时计算并补偿光路畸变，实现深层组织内精准聚焦。
图1 高分辨率无创增材制造的示意图
为实现连续打印，团队利用了散射介质的光学记忆效应，开发出动态聚焦扫描方法。在完成一个点的聚焦后，系统可快速平移焦点进行打印，并在能量衰减时智能启动局部再优化，从而高效构建出完整的二维微结构，最终成功打印出特征尺寸约2微米的清晰字母图案。
图2 非侵入式动态聚焦打印装置及实验图像
技术突破：它首次实证了利用非线性反馈与波前操控，在强散射活体介质内部实现衍射极限水平光加工的可能性，为光与复杂生物系统相互作用的基础研究开辟了新方向。
应用前景：该技术突破了传统生物制造必须开刀的物理局限，引领生物打印从"体外构建后植入"向潜在的"体内原位无创建造"范式转变，为发展真正的微创再生医学奠定了核心技术基础。