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微納機器人生物操作與生物製造(精)

  • 作者：王化平//侯堯珍|責編:張冬曄//王京濤
  • 出版社：國防工業
  • ISBN：9787118132724
  • 出版日期：2024/07/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：294
人民幣：RMB 119 元      售價：元
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內容大鋼
    本書介紹了微納機器人技術在生物操作與生物製造中的應用，重點闡述了「毫-微-納」多尺度機器人自動化操作在生物細胞分析、人工組織製造及生物醫學應用方面的原創性研究成果。全書共9章，前4章內容涉及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，是全書的基礎；第5章~第9章重點闡述了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以及磁控微操作生物組裝等四類技術在人工組織製造與生物醫學應用中取得的原創性成果與關鍵技術。
    本書緊密結合組織工程與再生醫療國際前沿研究，不僅系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製造研究方案與典型案例進行了深入分析。因此，無論對初次涉足微納機器人與生物製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，本書都具有很好的參考價值。
作者介紹
王化平//侯堯珍|責編:張冬曄//王京濤
目錄
第1章  機器人化微納生物製造技術
  1.1  組織工程中的生物製造技術
    1.1.1  組織工程研究進展
    1.1.2  生物製造技術概述
  1.2  自上而下型生物製造方法
    1.2.1  基於細胞支架的生物製造技術
    1.2.2  免細胞支架的生物製造技術
  1.3  自下而上型生物製造方法
    1.3.1  細胞化模塊製造技術
    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系
  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-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  擴散現象
    2.3.7  表面張力與親疏水性
  2.4  微納尺度下的電磁現象
    2.4.1  靜電作用
    2.4.2  范德瓦爾斯力
    2.4.3  介電力
    2.4.4  電泳現象
    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  基於掩模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  點狀細胞化微模塊構建方法
    3.2.2  線狀細胞化微模塊構建方法
    3.2.3  平面狀細胞化微模塊構建方法
  3.3  生物列印
    3.3.1  基本原則
    3.3.2  細胞3D生物列印

    3.3.3  基於細胞液滴的生物列印（DCB）
    3.3.4  基於擠壓的細胞生物列印（ECB）
    3.3.5  基於立體光刻的細胞生物列印（SLA）
  參考文獻
第4章  微納生物操作方法
  4.1  微納機械操作
    4.1.1  微納機械操作原理
    4.1.2  微納機械操作機器人系統
    4.1.3  微納機械操作末端執行器
    4.1.4  機械力微納生物操作應用
  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系統
    4.2.3  磁驅動生物微納操作機器人製備
    4.2.4  磁驅動生物微納操作機器人運動控制
  4.3  光碟機動微納操作
    4.3.1  光鑷原理
    4.3.2  光鑷微納操作系統
    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系統
    4.4.3  光誘導介電泳微納操作機器人系統
    4.4.4  介電泳生物微納操作的應用
  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系統
    4.5.3  聲場驅動生物微納操作應用
  參考文獻
第5章  基於編隊控制的多機器人動態重構協同微操作
  5.1  跨尺度協同微操作機器人系統
    5.1.1  導軌微操作機器人系統設計
    5.1.2  微納操作機器人末端執行加工
  5.2  微操作機器人運動控制
    5.2.1  宏微混合運動控制
    5.2.2  末端軌跡補償
    5.2.3  微模塊運動路徑規劃
  5.3  多機器人動態可重構協同微操作
    5.3.1  概述
    5.3.2  多探針位姿一致性
    5.3.3  多構態協同微操作
    5.3.4  協同微操作構態確定
  5.4  基於編隊控制的末端構態重構
    5.4.1  不同構態的拓撲結構與鄰接矩陣分析
    5.4.2  基於人工勢場法的多微操作器運動
    5.4.3  多微操作器同步運動控制
  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  概述
  6.2  細胞化微膠囊設計與製造

    6.2.1  海藻酸水凝膠材料
    6.2.2  海藻酸-聚賴氨酸微膠囊的製備
    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
    6.4.1  微模塊組裝的過程模擬和組裝參數優化
    6.4.2  微組織的構建和自黏合
  6.5  小結
  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  薄片狀仿肝小葉微單元結構製作
    7.1.1  微流道晶元設計
    7.1.2  水凝膠選擇
    7.1.3  仿肝小葉微單元製作
  7.2  六邊形微單元的體外培養
    7.2.1  PEGDA光固化對細胞活性的影響
    7.2.2  六邊形微單元的多細胞共培養
  7.3  基於局部微流體力的六邊形微單元的三維微組裝
    7.3.1  三維拾取操作
    7.3.2  基於流體動力學交互的對齊組裝
  7.4  基於脈衝微環流的六邊形微單元的三維微組裝
    7.4.1  三維堆疊策略
    7.4.2  片上自動對齊組裝
  7.5  仿肝小葉三維微組織的體外培養
    7.5.1  仿肝小葉三維微組織的細胞活性評估
    7.5.2  仿肝小葉三維微組織的肝功能評估
    7.5.3  微單元的陣列化擴展
  參考文獻
第8章  基於磁場驅動的可生物兼容微機器人的體內操作與應用
  8.1  概述
  8.2  磁驅動微機器人控制系統
    8.2.1  永磁體磁驅動系統
    8.2.2  電磁線圈磁驅動系統
    8.2.3  電磁鐵磁驅動系統
    8.2.4  八極電磁鐵驅動系統
  8.3  磁驅動微機器人結構設計與製備方法
    8.3.1  仿鞭毛菌磁性微機器人
    8.3.2  環境自適應形變磁性微機器人
    8.3.3  表面凹坑修飾的雙螺旋磁性微機器人
  8.4  磁驅動微機器人運動控制方法與策略
    8.4.1  磁驅動原理
    8.4.2  磁場梯度驅動方法
    8.4.3  旋轉磁場驅動方法
    8.4.4  振蕩磁場驅動方法
  8.5  環境自適應形變微機器人的應用
    8.5.1  海藻酸微機器人運動控制
    8.5.2  主動運輸方法設計
    8.5.3  被動運輸方法設計
    8.5.4  微機器人間接在體運動

  8.6  表面凹坑修飾的雙螺旋微鑽機器人的應用
    8.6.1  微機器人運動模擬建模
    8.6.2  微機器人運動性能測試
    8.6.3  微機器人血栓清除功能的模型驗證
  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  微組裝系統設計
    9.2.4  微機器人操作系統
    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列印式細胞三維組裝方法
    9.3.1  組裝系統設計
    9.3.2  PDMS微流道噴頭微纖維噴射控制
    9.3.3  磁引導系統的優化
    9.3.4  磁性納米粒子濃度優化
    9.3.5  列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
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