●章機器人化微納生物制造技術
1.1組織工程中的生物制造技術
1.1.1組織工程研究進展
1.1.2生物制造技術概述
1.2自上而下型生物制造方法
1.2.1基於細胞支架的生物制造技術
1.2.2免細胞支架的生物制造技術
1.3自下而上型生物制造方法
1.3.1細胞化模塊制造技術
1.3.2細胞化模塊組裝技術
1.4機器人化細胞組裝方法
1.4.1細胞組裝概述
1.4.2微納生物操作技術研究進展
1.4.3微納操作機器人研究進展
參考文獻
第2章生物微納操作中的物理體繫
2.1微納尺度效應
2.2微納尺度下的材料與力學性能
2.2.1材料的基本力學特性
2.2.2彈塑性變形
2.2.3疲勞與斷裂
2.3微納尺度下的流體力學
2.3.1流體力學基本假設
2.3.2流體力學基本方程組
2.3.3納維一斯托克斯方程
2.3.4雷諾數
2.3.5黏性不可壓縮流體運動
2.3.6擴散現像
2.3.7表面張力與親疏水性
2.4微納尺度下的電磁現像
2.4.1靜電作用
2.4.2範德華力
2.4.3介電力
2.4.4電泳現像
2.4.5電磁場理論與應用
2.5微納尺度下的光學技術
2.5.1顯微成像
2.5.2激光捕獲
參考文獻
第3章細胞化微模塊加工技術
3.1光固化技術
3.1.1基於掩膜版的光固化加工工藝
3.1.2立體光刻技術
3.2微流控法
3.2.1點狀細胞化微模塊
3.2.2線狀細胞化微模塊
3.2.3平面狀細胞化微模塊
3.3生物打印
3.3.1基本原則
3.3.2細胞3D生物打印
3.3.3基於細胞液滴的生物打印技術
3.3.4基於擠壓的細胞生物打印
3.3.5基於立體光刻的細胞生物打印
參考文獻
第4章生物微納操作方法
4.1機械微納操作
4.1.1機械微納操作原理
4.1.2機械微納操作機器人繫統
4.1.3機械力生物微納操作應用
4.2磁驅動微納操作
4.2.1磁驅動原理
4.2.2磁驅動微納操作機器人繫統
4.2.3磁驅動生物微納操作應用
4.3光驅動微納操作
4.3.1光鑷原理
4.3.2光鑷微納操作繫統
4.3.3光鑷生物微納操作
4.4電場驅動微納操作
4.4.1介電泳原理
4.4.2介電泳微納操作機器人繫統
4.4.3光誘導介電泳微納操作機器人繫統
4.4.4介電泳生物微納操作應用
4.5聲場驅動微納操作
4.5.1聲場驅動原理
4.5.2聲場驅動微納操作機器人繫統
4.5.3聲場驅動生物微納操作應用
參考文獻
第5章基於多機器人協同的血管化人工微組織組裝技術
5.1跨尺度細胞組裝機器人繫統
5.1.1導軌微操作機器人繫統設計
5.1.2微納操作機器人末端執行加工
5.2細胞微結構的協同微組裝方法
5.2.1二維細胞微結構設計與片上加工
5.2.2微納操作機器人二維細胞結構拾取策略
5.2.3多操作器協同組裝策略設計
5.3面向多探針協同操作的顯微視覺反饋
5.3.1二維微結構識別與過濾
5.3.2微納操作機器人末端探針三維定位
5.3.3微操作器視覺跟蹤
5.3.4微納操作機器人多操作器識別與跟蹤
5.4血管化人工微組織的自動化三維組裝
5.4.1微納操作導軌機器人視覺反饋繫統評估
5.4.2類血管三維細胞微結構協同組裝
參考文獻
第6章基於光致電沉積的人工微組織組裝技術
6.1介紹
6.2細胞化微膠囊設計與制造
6.2.1海藻酸水凝膠材料
6.2.2海藻酸-聚賴氨酸微膠囊的制備
6.2.3海藻酸-聚賴氨酸微膠囊結構和形狀的優化
6.2.4海藻酸-聚賴氨酸微膠囊的肝細胞嵌入式生長
6.3表面處理及共培養
6.4微組織的組裝和自黏合
6.5總結
參考文獻
第7章基於流體動力學交互的人工微組織組裝與功能評估
7.1薄片狀仿肝小結構制作
7.1.1微流道芯片設計
7.1.2水凝膠選擇
7.2基於表面張力驅動的微機器人三維組裝
7.3細胞化二維仿肝小制作加工
7.4多細胞化六邊的體外共培養
7.4.1PEGDA光固化對細胞活性的影響
7.4.2六邊的多細胞共培養
7.5細胞化六邊的三維組裝
7.5.1三維拾取操作
7.5.2基於流體動力學交互的對齊組裝
7.6仿肝小葉三維微組織的體外培養
7.6.1仿肝小葉三維微組織的細胞活性評估
7.6.2仿肝小葉三維微組織的肝功能評估
參考文獻
第8章海藻酸鈣水凝膠微纖維片上加工與應用
8.1概述
8.2基於微流控芯片的微流體紡絲方法
8.2.1平行層流
8.2.2同軸層流
8.2.3與閥門相關的紡織方法
8.3海藻酸鈣水凝膠微纖維作為細胞培養的支架
8.3.1三維細胞培養
8.3.2仿生微結構
8.3.3細胞向導
8.4“豆莢狀”微纖維加工與磁力評估繫統設計
8.4.1加工微流控平臺設計
8.4.2基於微流道的微油滴磁力測試方法
8.4.3片上加工“豆莢狀”微纖維的微流體操作
8.5基於微流體流速的“豆莢狀”微纖維成形控制方程建立
8.5.1各溶液流速對微纖維結構影響分析
8.5.2數據擬合及成形控制方程建立
8.6片上微油滴磁力測試與磁性纖維磁力評估
參考文獻
第9章基於磁引導的人工微組織組裝技術
9.1基於磁引導的微組織組裝的發展現狀
9.2基於尖端電磁鑷引導的纏繞式細胞三維微組裝方法
9.2.1概述
9.2.2尖端電磁鑷引導微操作的必要性分析
9.2.3微組裝繫統設計
9.2.4微機器人操作繫統
9.2.5微纖維纏繞長度優化
9.2.6磁鑷尖端與微纖維相互作用分析
9.2.7尖端電磁鑷運動軌跡規劃
9.3基於永磁引導沉澱的流道打印式細胞三維組裝方法
9.3.1組裝繫統設計
9.3.2PDMS微流道噴頭微纖維噴射控制
9.3.3磁引導繫統的優化
9.3.4磁性納米粒子濃度優化
9.3.5打印操作與體內組織形狀模擬
9.3.6三維體內組織形狀模擬
參考文獻
內容簡介
《機器人微納生物組裝與生物制造》介紹了微納機器人技術在生物操作與生物制造中的應用，重點闡述了生物細胞與人工組織的機器人化微納操作與微納加工方面的原創性研究成果。全書共9章，有關機器人微納生物操作基本概念、基礎理論、發展概況與研究方案的內容為前4章，是全書的基礎；第5章～第9章重點闡述著者基於跨尺度機器人協同生物組裝、光致電沉積生物組裝、流體動力學交互生物組裝、微纖維加工以及磁控微操作生物組裝等5類技術在人工組織制造中取得的原創性成果與關鍵技術。
《機器人微納生物組裝與生物制造》緊密結合組織工程與再生醫療靠前前沿研究，不僅繫統性地介紹了機器人微納生物操作相關理論，更對機器人化人工組織制造研究方案與典型案例進行了深入分析。因此，不論是對初次涉足微納機器人與生物制造領域的大專院校研究生，還是對已經有一定工作經驗的專業科技人員，都具有很好的參考價值。
