- 微纳机器人生物操作与生物制造(精)
- - 作者：王化平//侯尧珍|责编:张冬晔//王京涛
  - 出版社：国防工业
  - ISBN：9787118132724
  - 出版日期：2024/07/01
  - 页数：294
- 售价：47.6

内容大纲
本书介绍了微纳机器人技术在生物操作与生物制造中的应用，重点阐述了“毫-微-纳”多尺度机器人自动化操作在生物细胞分析、人工组织制造及生物医学应用方面的原创性研究成果。全书共9章，前4章内容涉及机器人微纳生物操作基本概念、基础理论、发展概况与研究方案，是全书的基础；第5章~第9章重点阐述了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组织制造与生物医学应用中取得的原创性成果与关键技术。
本书紧密结合组织工程与再生医疗国际前沿研究，不仅系统性地介绍了机器人微纳生物操作相关理论，更对机器人化人工组织制造研究方案与典型案例进行了深入分析。因此，无论对初次涉足微纳机器人与生物制造领域的大专院校研究生，还是对已经有一定工作经验的专业科技人员，本书都具有很好的参考价值。
作者介绍
目录
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
    1.1.1  组织工程研究进展
    1.1.2  生物制造技术概述
  1.2  自上而下型生物制造方法
    1.2.1  基于细胞支架的生物制造技术
    1.2.2  免细胞支架的生物制造技术
  1.3  自下而上型生物制造方法
    1.3.1  细胞化模块制造技术
    1.3.2  细胞化模块组装技术
  1.4  机器人化细胞组装方法
    1.4.1  细胞组装概述
    1.4.2  微纳生物操作技术研究进展
    1.4.3  微纳操作机器人研究进展
  参考文献
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
    2.2.1  材料的基本力学特性
    2.2.2  弹塑性变形
    2.2.3  疲劳与断裂
  2.3  微纳尺度下的流体力学
    2.3.1  流体力学基本假设
    2.3.2  流体力学基本方程组
    2.3.3  纳维-斯托克斯方程
    2.3.4  雷诺数
    2.3.5  黏性不可压缩流体运动
    2.3.6  扩散现象
    2.3.7  表面张力与亲疏水性
  2.4  微纳尺度下的电磁现象
    2.4.1  静电作用
    2.4.2  范德瓦尔斯力
    2.4.3  介电力
    2.4.4  电泳现象
    2.4.5  电磁场理论与应用
  2.5  微纳尺度下的光学技术
    2.5.1  显微成像
    2.5.2  激光捕获
  参考文献
第3章  细胞化微模块加工技术
  3.1  光固化技术
    3.1.1  基于掩模版的光固化加工工艺
    3.1.2  立体光刻技术
  3.2  微流控法
    3.2.1  点状细胞化微模块构建方法
    3.2.2  线状细胞化微模块构建方法
    3.2.3  平面状细胞化微模块构建方法
  3.3  生物打印
    3.3.1  基本原则
    3.3.2  细胞3D生物打印

    3.3.3  基于细胞液滴的生物打印（DCB）
    3.3.4  基于挤压的细胞生物打印（ECB）
    3.3.5  基于立体光刻的细胞生物打印（SLA）
  参考文献
第4章  微纳生物操作方法
  4.1  微纳机械操作
    4.1.1  微纳机械操作原理
    4.1.2  微纳机械操作机器人系统
    4.1.3  微纳机械操作末端执行器
    4.1.4  机械力微纳生物操作应用
  4.2  磁驱动微纳操作
    4.2.1  磁驱动原理
    4.2.2  磁驱动微纳操作机器人系统
    4.2.3  磁驱动生物微纳操作机器人制备
    4.2.4  磁驱动生物微纳操作机器人运动控制
  4.3  光驱动微纳操作
    4.3.1  光镊原理
    4.3.2  光镊微纳操作系统
    4.3.3  光镊生物微纳操作
  4.4  电场驱动微纳操作
    4.4.1  介电泳原理
    4.4.2  介电泳微纳操作机器人系统
    4.4.3  光诱导介电泳微纳操作机器人系统
    4.4.4  介电泳生物微纳操作的应用
  4.5  声场驱动微纳操作
    4.5.1  声场驱动原理
    4.5.2  声场驱动微纳操作机器人系统
    4.5.3  声场驱动生物微纳操作应用
  参考文献
第5章  基于编队控制的多机器人动态重构协同微操作
  5.1  跨尺度协同微操作机器人系统
    5.1.1  导轨微操作机器人系统设计
    5.1.2  微纳操作机器人末端执行加工
  5.2  微操作机器人运动控制
    5.2.1  宏微混合运动控制
    5.2.2  末端轨迹补偿
    5.2.3  微模块运动路径规划
  5.3  多机器人动态可重构协同微操作
    5.3.1  概述
    5.3.2  多探针位姿一致性
    5.3.3  多构态协同微操作
    5.3.4  协同微操作构态确定
  5.4  基于编队控制的末端构态重构
    5.4.1  不同构态的拓扑结构与邻接矩阵分析
    5.4.2  基于人工势场法的多微操作器运动
    5.4.3  多微操作器同步运动控制
  参考文献
第6章  基于光致电沉积的人工微组织组装技术
  6.1  概述
  6.2  细胞化微胶囊设计与制造

    6.2.1  海藻酸水凝胶材料
    6.2.2  海藻酸-聚赖氨酸微胶囊的制备
    6.2.3  海藻酸-聚赖氨酸微胶囊结构和形状的优化
    6.2.4  海藻酸-聚赖氨酸微胶囊的肝细胞嵌入式生长
  6.3  表面处理及共培养
  6.4  微组织的组装和自黏合
    6.4.1  微模块组装的过程仿真和组装参数优化
    6.4.2  微组织的构建和自黏合
  6.5  小结
  参考文献
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
    7.1.1  微流道芯片设计
    7.1.2  水凝胶选择
    7.1.3  仿肝小叶微单元制作
  7.2  六边形微单元的体外培养
    7.2.1  PEGDA光固化对细胞活性的影响
    7.2.2  六边形微单元的多细胞共培养
  7.3  基于局部微流体力的六边形微单元的三维微组装
    7.3.1  三维拾取操作
    7.3.2  基于流体动力学交互的对齐组装
  7.4  基于脉冲微环流的六边形微单元的三维微组装
    7.4.1  三维堆叠策略
    7.4.2  片上自动对齐组装
  7.5  仿肝小叶三维微组织的体外培养
    7.5.1  仿肝小叶三维微组织的细胞活性评估
    7.5.2  仿肝小叶三维微组织的肝功能评估
    7.5.3  微单元的阵列化扩展
  参考文献
第8章  基于磁场驱动的可生物兼容微机器人的体内操作与应用
  8.1  概述
  8.2  磁驱动微机器人控制系统
    8.2.1  永磁体磁驱动系统
    8.2.2  电磁线圈磁驱动系统
    8.2.3  电磁铁磁驱动系统
    8.2.4  八极电磁铁驱动系统
  8.3  磁驱动微机器人结构设计与制备方法
    8.3.1  仿鞭毛菌磁性微机器人
    8.3.2  环境自适应形变磁性微机器人
    8.3.3  表面凹坑修饰的双螺旋磁性微机器人
  8.4  磁驱动微机器人运动控制方法与策略
    8.4.1  磁驱动原理
    8.4.2  磁场梯度驱动方法
    8.4.3  旋转磁场驱动方法
    8.4.4  振荡磁场驱动方法
  8.5  环境自适应形变微机器人的应用
    8.5.1  海藻酸微机器人运动控制
    8.5.2  主动运输方法设计
    8.5.3  被动运输方法设计
    8.5.4  微机器人间接在体运动

  8.6  表面凹坑修饰的双螺旋微钻机器人的应用
    8.6.1  微机器人运动仿真建模
    8.6.2  微机器人运动性能测试
    8.6.3  微机器人血栓清除功能的模型验证
  参考文献
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
    9.2.1  概述
    9.2.2  尖端电磁镊引导微操作的必要性分析
    9.2.3  微组装系统设计
    9.2.4  微机器人操作系统
    9.2.5  微纤维缠绕长度优化
    9.2.6  磁镊尖端与微纤维相互作用分析
    9.2.7  尖端电磁镊运动轨迹规划
  9.3  基于永磁引导沉淀的流道打印式细胞三维组装方法
    9.3.1  组装系统设计
    9.3.2  PDMS微流道喷头微纤维喷射控制
    9.3.3  磁引导系统的优化
    9.3.4  磁性纳米粒子浓度优化
    9.3.5  打印操作与体内组织形状模拟
    9.3.6  三维体内组织形状模拟
  参考文献
彩图

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