沈阳自动化所科研人员与生命科学领域专家密切交流并深入合作,积极将机器人技术与生物医药相结合,努力在新药研发领域为机器人开辟新的应用领域。生物医药领域不同于传统制造业,其操作对象从结构化的零部件变为非结构化的活体细胞,操作环境也由常态大气变为生理液态环境,这对机器人技术的感知、驱动和控制提出了诸多挑战。微纳米课题组针对上述问题开展了积极探索,先后实现了生理环境下针对微组织、细胞以及蛋白分子的操控,为机器人技术在生物医药的应用提供了关键技术支撑。
此次获Small封面刊载的论文,主要针对药物筛选对人体微组织环境的需求展开。在新药研发过程中,药物的毒性和耐药性测试是至关重要的一步,现有单细胞筛选模型存在药效准确率低、毒性检测效果差等问题,其主要原因是单个细胞难以准确模拟人体环境。针对上述问题,课题组提出了微小组织的在线制造和机器人同步装配策略(Organ Real-time Assembly on Chip),通过此方法能够根据需求在线制造不同种类的三维细胞微组织,并能同时采用微纳机器人技术进行在线组装,进而形成类人体生理环境的多细胞复杂组织连接体,为类人体生理环境的体外模拟提供了可行解决方案。此外,整个过程采用机器人自动化方法实现,因而具备良好的可重复性和稳定性,从而保证了类人体生理环境构建的一致性,为未来组织再生和个性化药物筛选奠定了基础。
围绕微纳机器人与生命科学的交叉研究,微纳米课题组在癌症个性化治疗、细胞多维信息获取、先进仪器创成等方面取得了重要进展,相关工作发表在Nature Communications, Lab on a Chip, Langmuir 和IEEE 汇刊等国际期刊上,此次论文在Small 的发表是继Soft Matter,Applied Physics Letters,IEEE Nanotechnology Magazine 等期刊封面论文刊载后,微纳米课题组的研究成果再次获学术期刊封面刊载,表明沈阳自动化所在微纳机器人领域研究布局逐步系统化、体系化,不断取得新的进步,创新能力和国内外影响力稳步提升,为未来取得更好的成果奠定了基础。