中科院微納機器人與生物醫學交叉研究獲突破

近日，國際著名學術期刊Small（中科院一區TOP類期刊，影響因子8.315）以封面論文形式刊載了中國科學院瀋陽自動化研究所微納米課題組在微納機器人與生物醫學交叉領域的最新成果High-Throughput Fabrication and Modular Assembly of 3D Heterogeneous Microscale Tissues，該研究同時被ADVANCED SCIENCE NEWS（Wiley學術出版集團的諮詢網站，主要報道近期在其旗艦刊物上發表的重要研究成果）以「微組織3D生物製造的新方法」為題進行了專題報道，並連續多天位於新聞閱讀量排行之首。

瀋陽自動化所科研人員與生命科學領域專家密切交流並深入合作，積極將機器人技術與生物醫藥相結合，努力在新葯研發領域為機器人開闢新的應用領域。生物醫藥領域不同於傳統製造業，其操作對象從結構化的零部件變為非結構化的活體細胞、操作環境也由常態大氣變為生理液態環境，這對機器人技術的感知、驅動和控制提出了諸多挑戰。微納米課題組針對上述問題開展了積極探索，先後實現了生理環境下針對微組織、細胞以及蛋白分子的操控，為機器人技術在生物醫藥的應用提供了關鍵技術支撐。

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境的需求展開。在新葯研發過程中，藥物的毒性和耐藥性測試是至關重要的一步，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題，其主要原因是單個細胞難以準確模擬人體環境所導致的結果。針對上述問題，課題組提出了微小組織的在線製造和機器人同步裝配策略（Organ Real-time Assembly on Chip），通過此方法能夠根據需求在線製造不同種類的三維細胞微組織，並能同時採用微納機器人技術進行在線組裝，進而形成類人體生理環境的多細胞複雜組織連接體，為類人體生理環境的體外模擬提供了可行解決方案。此外，整個過程採用機器人自動化方法實現，因而具備良好的可重複性和穩定性，從而保證了類人體生理環境構建的一致性，為未來組織再生和個性化藥物篩選奠定了基礎。

圍繞微納機器人與生命科學的交叉研究，微納米課題組在癌症個性化治療、細胞多維信息獲取、先進儀器創成等方面取得了重要進展，相關工作發表在Nature Communications, Lab on a Chip, Langmuir和IEEE彙刊等國際知名期刊上，此次論文在Small的發表是繼Soft Matter，Applied Physics Letters，IEEE Nanotechnology Magazine等期刊封面論文刊載後，微納米課題組的研究成果再次獲著名學術期刊封面刊載，表明瀋陽自動化所在微納機器人領域研究布局逐步系統化、體系化，不斷取得新的進步，創新能力和國內外影響力穩步提升，為未來取得更好的成果奠定了基礎。

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