正在深圳举行的第二十七届中国国际高新技术成果交易会,集中呈现了5000余项引领全球科技前沿的创新产品、技术与成果。在这场科技盛宴中,一项令人惊叹的技术正从实验室走向现实——用生物打印机打印出能自主跳动的心脏类器官,为药物研发注入新动能。
显微镜下,一颗跳动的心脏类器官清晰可见。深圳清华大学研究院的专家介绍,通过多能干细胞8天左右的定向分化,就能培养出这种兼具跳动功能与巨大医学潜力的类器官。“我们每天服用的药物可能对心脏等器官产生影响,而跳动的心脏类器官恰好能模拟真实心脏环境,用于评估药物安全性,这已成为新药研发的重要方向。”深圳清华大学研究院生物智能制造和活体打印中心主任徐弢表示。
支撑这一突破的,正是一台全球首创的3D生物打印机。它以多能干细胞分化的功能细胞为“生物墨水”,通过立体打印技术实现类器官的规模化生产,大幅缩短药物研发周期。徐弢强调:“这台设备是全球首台自动化、高通量生产类器官的设备,每日可制造超10万个类器官,生产效率居国际领先水平。”
除了传统治疗手段,医学与智能技术的融合催生了另一创新方向——纳米级微小机器人化身“药物快递员”,在人体内部精准送药,拓展了疾病治疗的边界。这种自主运动的黑色微型物体,是由0.1微米级纳米机器人集群构成——100万个指甲盖大小的机器人集群,仅为发丝直径的千分之一。通过外部磁场控制,它们能精准执行靶向任务,在脑血管栓塞治疗、癌症靶向给药等领域潜力巨大。
“我们已研发出栓塞机器人:表面涂覆凝血因子,抵达病灶后经磁场聚集,借助热效应激活凝血因子,实现永久性栓塞治疗,这是关键突破之一。”深圳市人工智能与机器人研究院副院长韩龙解释。集群控制是技术难点——100万个微型机器人的协同运动,复杂度远超单个物体。团队最初通过物理建模求解,如今已引入AI强化学习,提升机器人的磁场控制精度与效率。
这类磁性机器人可按需设计形态与功能:如一片指甲盖大小的“贴片”,形似创可贴,能通过外部磁力引导至胃溃疡病灶处,实现精准药物递送,针对性治疗。韩龙副院长表示,团队已攻克多项核心技术,“相信在不远的将来,这类技术能真正应用于人体临床治疗”。
来源:央视新闻
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