我國在微納機器人與生物醫療交叉領(lǐng)域取得新進(jìn)展

　　近日，國際學(xué)術(shù)期刊Small 以封面論文形式刊載了中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所微納米課題組在微納機器人與生物醫學(xué)交叉領(lǐng)域的最新成果High-Throughput Fabrication and Modular Assembly of 3D Heterogeneous Microscale Tissues，該研究同時(shí)被ADVANCED SCIENCE NEWS 以《微組織3D生物制造的新方法》為題進(jìn)行了專(zhuān)題報道，并連續多天位于新聞閱讀量排行之首。

　　沈陽(yáng)自動(dòng)化所科研人員與生命科學(xué)領(lǐng)域專(zhuān)家密切交流并深入合作，積極將機器人技術(shù)與生物醫藥相結合，努力在新藥研發(fā)領(lǐng)域為機器人開(kāi)辟新的應用領(lǐng)域。生物醫藥領(lǐng)域不同于傳統制造業(yè)，其操作對象從結構化的零部件變?yōu)榉墙Y構化的活體細胞，操作環(huán)境也由常態(tài)大氣變?yōu)樯硪簯B(tài)環(huán)境，這對機器人技術(shù)的感知、驅動(dòng)和控制提出了諸多挑戰。微納米課題組針對上述問(wèn)題開(kāi)展了積極探索，先后實(shí)現了生理環(huán)境下針對微組織、細胞以及蛋白分子的操控，為機器人技術(shù)在生物醫藥的應用提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

　　期刊封面

　　此次獲Small封面刊載的論文，主要針對藥物篩選對人體微組織環(huán)境的需求展開(kāi)。在新藥研發(fā)過(guò)程中，藥物的毒性和耐藥性測試是至關(guān)重要的一步，現有單細胞篩選模型存在藥效準確率低、毒性檢測效果差等問(wèn)題，其主要原因是單個(gè)細胞難以準確模擬人體環(huán)境。針對上述問(wèn)題，課題組提出了微小組織的在線(xiàn)制造和機器人同步裝配策略(Organ Real-time Assembly on Chip)，通過(guò)此方法能夠根據需求在線(xiàn)制造不同種類(lèi)的三維細胞微組織，并能同時(shí)采用微納機器人技術(shù)進(jìn)行在線(xiàn)組裝，進(jìn)而形成類(lèi)人體生理環(huán)境的多細胞復雜組織連接體，為類(lèi)人體生理環(huán)境的體外模擬提供了可行解決方案。此外，整個(gè)過(guò)程采用機器人自動(dòng)化方法實(shí)現，因而具備良好的可重復性和穩定性，從而保證了類(lèi)人體生理環(huán)境構建的一致性，為未來(lái)組織再生和個(gè)性化藥物篩選奠定了基礎。

　　圍繞微納機器人與生命科學(xué)的交叉研究，微納米課題組在癌癥個(gè)性化治療、細胞多維信息獲取、先進(jìn)儀器創(chuàng )成等方面取得了重要進(jìn)展，相關(guān)工作發(fā)表在Nature Communications， Lab on a Chip， Langmuir 和IEEE 匯刊等國際期刊上，此次論文在Small 的發(fā)表是繼Soft Matter，Applied Physics Letters，IEEE Nanotechnology Magazine 等期刊封面論文刊載后，微納米課題組的研究成果再次獲學(xué)術(shù)期刊封面刊載，表明沈陽(yáng)自動(dòng)化所在微納機器人領(lǐng)域研究布局逐步系統化、體系化，不斷取得新的進(jìn)步，創(chuàng )新能力和國內外影響力穩步提升，為未來(lái)取得更好的成果奠定了基礎。

　　不同種類(lèi)微組織結構的在線(xiàn)組裝