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围绕“健康中国2030”规划，面向重大疾病机理解析、药物筛选评价、植入式医疗器械智能化与人体生理生化信息实时监测的重大需求，本课题组聚焦微纳结构和器件的制备及生物医学应用，拟攻克微流控器官芯片、生物微纳传感、信号采集与无线传输、生物相容性评价等关键科学问题与技术难题，构建“微纳制造—生物传感—器官模型—智能监测—医学转化”一体化研究体系，为疾病机制研究、药物评价、植入器械智能化和精准医疗提供理论基础与核心技术支撑。
主要研究方向：
1. 器官芯片及其生物医学应用
利用微流控芯片、微纳加工、细胞培养、微驱动与微传感集成等技术，在体外构建具有器官基本结构与功能的疾病或正常组织模型。通过对细胞施加力、电、化学等可控微环境刺激，促进细胞成熟与功能化，实现对组织生理状态、疾病发生发展过程及药物响应的实时监测与精准评估，发展适用于疾病机理研究、药物筛选和个性化医疗的器官芯片平台。
2. 生物微纳传感器与植入器械智能监测
面向心脏支架、人工骨植入物，输液港等植入式医疗器械智能化需求，研发高灵敏、小型化、生物相容的微纳传感器，并将其集成于植入器械或生物医学平台中，实现对植入物受力状态、结构损伤、服役性能以及人体体温、血压、血糖等生理生化指标的实时监测。结合信号采集与处理、无线传输、生物相容性测试和动物实验，构建面向体内长期监测与精准干预的智能生物医学传感系统。
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1. 器官芯片与体外疾病模型构建
利用微流控芯片加工、细胞三维培养、微组织构建、微驱动和微传感集成等技术，在体外模拟人体器官的结构、功能和微环境特征。通过在芯片中引入力学刺激、电刺激、流体剪切力和生化因子调控，促进细胞成熟、组织功能化和疾病状态重现，构建可用于疾病机理研究和药物筛选的器官芯片平台。
2. 生物微纳传感器与植入器械智能监测
面向心脏支架、人工骨植入物等植入式医疗器械智能化需求，开发小型化、高灵敏、柔性化和生物相容的微纳传感器，并将其集成于植入器械或生物医学平台中。通过实时监测植入物的受力状态、结构损伤、服役稳定性以及人体体温、血压、血糖等生理生化指标，实现植入器械从“被动支撑”向“主动感知、实时反馈、智能监测”的功能升级。
