微纳机器人生物操作与生物制造

本书介绍了自己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：前四章，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；后五章，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以及磁控微操作生物组装等四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。

王化平，工学博士，北京理工大学机电学院助理教授。师从中国科学院外籍院士福田敏男教授，长期从事微纳机器人高精度操作、微纳生物技术、显微视觉等领域研究，在多尺度机器人设计与集成、微纳生物目标交互、多机器人协同微操作等方向开展研究工作，重点研究微尺度多目标生物操作与人工组织构建的多机器人协同控制，为生物医学与再生医疗对人类重大疾病的早期诊断与器官修复提供了新思路，该研究处于国际领先水平。

第1章 机器人化微纳生物制造技术 1.1 组织工程中的生物制造技术 1.2 自上而下型生物制造方法 1.3 自下而上型生物制造方法 1.4 机器人化细胞组装方法 第2章 生物微纳操作中的物理体系 2.1 微纳尺度效应 2.2 微纳尺度下的材料与力学性能 2.3 微纳尺度下的流体力学 2.4 微纳尺度下的电磁现象 2.5 微纳尺度下的光学技术 第3章 细胞化微模块加工技术 3.1 光固化技术 3.2 微流控法 3.3 生物打印 第4章 生物微纳操作方法 4.1 机械微纳操作 4.2 磁驱动微纳操作 4.3 光驱动微纳操作 4.4 电场驱动微纳操作 4.5 声场驱动微纳操作 第5章 基于多机器人协同的血管化人工微组织组装技术 5.1 跨尺度细胞组装机器人系统 5.2 细胞微结构的协同微组装方法 5.3 面向多探针协同的显微视觉反馈 5.4 血管化人工微组织的自动化三维组装 第6章 基于光致电沉积的人工微组织组装技术 6.1 光致电沉积概述 6.2 细胞化微胶囊设计与制造 6.3 表面处理及共培养 6.4 微组织的组装和自粘合 第7章 基于流体动力学交互的人工微组织组装与功能评估 7.1 薄片状仿肝小叶微单元结构制作 7.2 基于表面张力驱动的微机器人三维组装 7.3 细胞化二维仿肝小叶微单元制作加工 7.4 多细胞化六边形微单元的体外共培养 7.5 细胞化六边形微单元的三维组装 7.6 仿肝小叶三维微组织的体外培养 第8章 磁性微纤维片上加工与应用 8.1 海藻酸钙微组装概述 8.2 基于微流控芯片的微流体纺丝方法 8.3 海藻酸钙水凝胶微纤维作为细胞培养的支架 8.4 “豆荚状”微纤维加工与磁力评估系统设计 8.5 基于微流体流速的“豆荚状”微纤维成形控制方程建立 8.6 片上微油滴磁力测试与磁性纤维磁力评估 第9章 基于磁引导的人工微组织组装技术 9.1 基于磁引导的微组织组装的发展现状 9.2 基于尖端电磁镊引导的缠绕式细胞三维微组装方法 9.3 基于永磁引导沉淀的流道打印式细胞三维组装方法