机器人微纳生物组装与生物制造_王化平著_9787118120233

　　《机器人微纳生物组装与生物制造》介绍了微纳机器人技术在生物操作与生物制造中的应用，重点阐述了生物细胞与人工组织的机器人化微纳操作与微纳加工方面的原创性研究成果。全书共9章，有关机器人微纳生物操作基本概念、基础理论、发展概况与研究方案的内容为前4章，是全书的基础；第5章～第9章重点阐述著者基于跨尺度机器人协同生物组装、光致电沉积生物组装、流体动力学交互生物组装、微纤维加工以及磁控微操作生物组装等5类技术在人工组织制造中取得的原创性成果与关键技术。
　　《机器人微纳生物组装与生物制造》紧密结合组织工程与再生医疗国际前沿研究，不仅系统性地介绍了机器人微纳生物操作相关理论，更对机器人化人工组织制造研究方案与典型案例进行了深入分析。因此，不论是对初次涉足微纳机器人与生物制造领域的大专院校研究生，还是对已经有一定工作经验的专业科技人员，都具有很好的参考价值。

　　人工组织与器官制造技术作为当前多学科交叉的新兴研究领域，以构建与人体真实组织具有相似结构与功能的替代品为目标，在器官衰竭、失效、癌变等重大疾病的治疗、新药研发与筛选中潜力巨大，并有望从根本上解决器官移植中供源不足、免疫排斥等问题。
　　传统的组织工程技术以生物兼容或生物可降解材料为原料，通过构建具有特定三维形貌的细胞支架并实现种子细胞的着床生长，已能够构建一批应用于临床的人体组织替代品。然而，受细胞支架制备精度、生物材料降解速率与细胞生长速度可控性限制，现有技术仍难以构建从宏观形貌到微观特性均能模拟人体真实结构的人工组织。模块化组织工程技术作为近年来快速兴起的研究分支，通过将种子细胞封装入具有特定微结构特性的微模块中，并按人体组织、器官形貌进行三维组装，实现了更为精密且兼顾生理学特性的人工组织制造。然而，该类方法的研究在国际上仍处于探索阶段，开发高精度、稳定、高效的生物操作与生物制造技术，实现模块化组织工程对复合型高精密人工组织的高通量、自动化制造，是未来人工组织走出实验室投入临床应用的关键。
　　本书基于著者长期在微纳操作机器人与微纳生物制造领域的理论与技术积累，提炼凝聚多年来在机器人与微纳制造领域国际期刊发表的系列成果，介绍了本人在生物细胞与人工组织的机器人化微纳操作与生物制造方面的原创性研究成果。从基本概念、基础理论、发展概况、研究方案与实践等，开展对细胞的机器人化三维组装与人工组织生物制造等方面理论与实践的系统论述。内容可归纳为两部分：前4章，针对人工组织与器官的机器人化微纳生物制造这一新兴多学科交叉技术，全面阐述机器人化细胞组装与生物制造总体方法、生物微纳操作中涉及的物理理论、细胞化组装模块的加工方法和生物微纳操作方法；后5章，重点阐述著者基于跨尺度机器人协同生物组装、光致电沉积生物组装、流体动力学交互生物组装、微纤维加工以及磁控微操作生物组装等5类技术在人工微组织制造方面取得的原创性研究成果与关键技术。全书既涵盖人工组织、器官的生物制造及应用、典型机器人化生物制造技术的基本概念与研究进展，更重点突出了著者研究团队在该领域的多年经验积累，其主要创新点如下：
　　（1）首次开展了基于多机器人跨尺度协同的人工微血管制造研究，成功制造了200μm尺度人工微血管，为复杂人工组织内部营养供给提供了解决方法（见第3、5章）；
　　（2）在国内首次开展了三维肝小叶人工组织生理学、药理学测试模型的机器人化微纳生物制造，实现了具有生物功能的微尺度肝模型的离体构建，为未来新药测试与筛选开辟了新的途径（见第6、7章）；
　　（3）创新性地提出了具有磁性的可降解微纤维片上封装与磁控组装方法，通过磁性纳米颗粒封装与微纤维三维引导组装，突破了机械特性可控的三维人工微组织制造模式（第8、9章）。
　　综上，本书全面、系统地论述并总结了微纳机器人生物操作与生物制造及其在组织工程与再生医疗中的应用，展示了著者及其团队在生物医学微纳机器人领域的原创成果，为未来生物制造技术全面投入应用奠定了坚实的理论与工程基础。

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