组织器官的修复与重建

组织器官的修复与重建一直是生物、医学等相关领域的焦点。组织和器官的可替代性和替代物是其核心问题。工程技术的介入,使组织器官的修复与重建也由单纯的器官移植发展到功能的替代和具有解剖学意义的人工替代物,并不断地寻找更加安全、有效、快捷的组织器官修复与重建途径。目前,基于自源细胞的细胞受控组装技术展现出良好前景,活的组织和器官的可制造技术随之进入一个新的发展阶段。在论述组织器官的修复与重建方法的基础上,提出了实现器官制造的新途径,即细胞一材料复合单元体三维受控组装技术。     

生物新材料在组织工程中的研究及利用

组织工程是指应用生命科学与工程的原理和方法,构建一个生物装置,来维护、增进人体细胞和组织的生长,以恢复受损组织或器官的功能。它的主要任务是实现受损组织或器官的修复和再建,延长寿命和提高健康水乎。其方法是,将特定组织细胞"种植"于一种生物相容性良好、可被人体逐步降解吸收的生物材料(组织工程材料)上,形成细胞一生物材料复合物;生物材料为细胞的增长繁殖提供三维空间和营养代谢环境;随着材料的降解和细胞的繁殖,形成新的具有与自身功能和形态相     

面向组织工程的多细胞结构三维自组装成形方法的研究进展

多细胞结构是由细胞群体构成的有机体,其体外构建对于组织工程和再生医学的发展具有重要的基础意义。利用细胞自身的自组织特性构建三维(3D)多细胞结构正成为生物制造和组织再生的一种重要途径,并受到越来越多的关注。对三维多细胞结构的自组装式构建与调控的相关基础研究及关键技术进行了综述及分析,主要涉及凝胶内3D细胞培养、多细胞结构可控形成,及其与图灵反应-扩散机制的联系等方面的研究工作。为进一步研究多细胞3D自组装机理,使得该自组装过程可控,且满足同时调控外部施加和细胞自身分泌的作用因子的浓度梯度分布的需求,提出对内部结构特征梯度化的3D凝胶体内细胞3D自组装模型进行研究,以推进三维多细胞结构及组织前体形成的理性调控技术。     

生物功能化多层膜及其在组织工程中的应用

生物功能化多层膜在组织工程中具有重要应用.针对特定的需求,采取层层组装等方法,对材料表面进行修饰和功能化,构筑具有特殊生物功能的多层膜,用于改善材料的生物相容性并调节其生物功能,是当前该领域研究的一个热点,也是组织工程研究发展领域的一个挑战.层层组装技术是构筑生物功能化多层膜,实现其特定生物特性的一种重要技术方法,在生物功能化多层膜组装技术中占有重要地位.本文重点评述了生物功能化多层膜的种类及其层层组装的构筑方法,同时重点介绍了层层组装生物功能化多层膜在组织工程血管和组织工程骨两个领域的重要应用,并展望了其今后的发展方向.     

生物制造工程的发展和趋势

文中全面、系统地阐述制造工程前沿之一生物制造的内涵、定义和组成，基于生物制造工程本身发展的不同阶段和过程对其主要研究方向和相应国内外研究现状进行了综述。此外，从学科交叉、融合与发展的角度，进一步指出了今后几年我国生物制造工程的主要技术发展方向。     

肝细胞的三维受控组装

为解决肝病救治中肝供体缺乏的问题,采用基于快速成形技术的细胞组装机,将肝细胞和海藻酸钠与明胶复合材料的共混物作为成形对象,通过细胞材料直接三维受控组装技术,实现了堆积成形具有一定三维结构和预定义孔隙的肝组织前体。常规体外培养条件下,肝细胞存活并保持生物学活性达12d之久。这一技术有望成为肝脏及其他人体组织器官人工构造的新途径。     

放飞希望 拥抱健康 ——一份来自海组织工程研究与开发中心的报告

组织工程是应用细胞生物学和工程学的原理,研究开发、修复和改善损伤组织和功能的生物替代物的一门科学,是继细胞生物学和分子生物学之后,生命科学发展史上又一新的里程碑,标志着医学将走出器官移植的范畴,步入制造组织和器官移植的新时代。 组织工程是一门多学科交叉的边缘学科,除了具有临床医学、生物材料学和细胞生物学三大学科支撑外,尚融汇了生物信息、生物化学工程、遗传学及计算机的原理和方法。因此,组织工程是二十一世纪具有巨大潜力的高技术产业。将产生巨大的社会效益和经济效益。为此,本刊记者走访了位于上海漕河泾高新技术开发区的国家863生物领域组织工程研发基地、上海组织工程研究与开发中心。     

现代生物技术——生物医药领域又一重要技术革命

现代生物技术的兴起始于上个世纪70年代。它是以现代生命科学理论为基础,利用生物体及其细胞、亚细胞和分子的组成部分,结合工程学、信息学等手段开展研究及制造产品,或改造动物、植物、微生物等,并使其具有所期望的品质、特性,进而为社会提供商品和服务手段的综合性技术体系。它为解决人类面临的食品、健康、能源、环境等问题提供新的技术。 生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交叉融合的产物,是当今科技最令人瞩目的高新技术之一,其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程。它涉及到对生物的遗传基因进行改造或重组,并使重组基因在细胞内表达,产生人类需要的新物质的基因技术（如“克隆技术”）;从简单普通的原料出发,设计最佳路线,选择适当的酶,合成所需功能产品的生物分子工程技术：利用生物细胞大量加工、制造产品的生物生产技术（如发酵）;将生物分子与电子、光学或机械系统连接起来,并把生物分子捕获的信息放大、传递,转换成为光。电或机械信息的生物耦合技术;在纳米（即百万分之一毫米）尺度上研究生物大分子精细结构及其与功能的关系。并对其结构进行改造利用它们组装分子设备的纳米生物技术：模拟生物或生物系统。组织、器官功能结构的仿生技术等。 现代生物技术的深入发展和广泛应用,是继计算机技术革命之后又一次重要的技术革命,将为改变人类生活起着不可估量作用。     

短肽自组装技术构建纳米三维细胞培养基质

绝大多数用于细胞3D(3-dimension,3D)培养的生物材料支架具有多孔渗水性的无定形结构,能被生物降解,但没有生物活性,也没有组织特异性,其支架显微结构与体内ECM(extracellular matrix,ECM)相差很大.目前,国际上兴起用短肽自组装技术构建纳米三维细胞培养基质,它具有纳米级结构、具有生物活性、组织特异性、成分清楚可控、生物力学、显微结构与体内一致等特征.纳米三维细胞培养基质在细胞生物学,肿瘤学,高通量药物筛选,组织工程,再生医学,以及生物纳米材料的发展具有重要的意义.     

生物材料的生物制造成形方法

采用生物制造方法获取人工器官是取代同种和异种器官移植以及机电式人工器官植入的极具发展潜力的方法．生物医学信息是生物制造的生理和几何基础,而生物材料是生物制造的物质基础．文中从生物材料成形方法学角度,对常见生物材料的成形和应用进行了归纳和对比．指出生物制造技术是获取具有复杂空间结构和生物功能支架、组织前体的最具希望的方法．     

基于数字制造环境的可重构装配线仿真分析平台

以某汽车变速箱装配生产线制造系统为背景,应用多Agent制造及Holon制造模式改造传统装配生产线以提升其柔性与重构能力·针对基于agent与holon混合思想的可重构装配生产线的基础框架与实现等理论提供分析验证环境,提出应用数字制造技术构建面向可重构装配线的数字仿真验证平台·在分析面向重构装配线的仿真平台功能特征的基础上,构建了数字仿真验证平台的框架·研究了仿真平台开发中的系统集成、可视化仿真、可重构装配线性能分析等关键技术,最后给出了仿真平台的实例系统·     

面向装备制造业的装配过程监控模型研究

在分析装备制造业生产制造特点、MES功能优势及不足的基础上,指出进行装配过程监控系统研究的必要性。针对企业现状,提出了基于RFID的装备制造业数据采集系统总体方案,建立了装配生产过程的实时状态模型,为企业研发基于RFID的状态监测系统提供了理论参考和依据。     

面向装配和拆卸的产品设计

面向装配和拆卸设计（DFA／DFD）是实现环境制造的重要手段之一。分析了DFA／DFD的理论基础和实现方式，并给出了产品装配性和拆卸性的评价方法。     

质子交换膜燃料电池膜电极的关键技术

 膜电极是多相物质传输和电化学反应场所,决定着燃料电池的性能、寿命及成本。本文分析膜电极当前技术现状与商业化目标,梳理膜电极分类及经过梯度化膜电极向有序化膜电极发展的技术脉络,介绍近年来超低Pt载量的第三代膜电极-有序化膜电极的新进展,比较各种有序化膜电极制备方法的优缺点。目前有序化膜电极在铂族元素总载量为0.118 mg/cm²下取得的最好性能为861 mW/cm²@0.692 V,0.137 g/kW,成本降至5美元/kW,Q/ΔT值从2013年的1.9下降到1.45。从降低Pt用量及简化燃料电池发电系统、降低系统成本的角度看,自增湿有序化膜电极是未来膜电极开发的重要方向。     

FT—12型交流台扇装配线的改进方案

应用工业工程（ＩＥ）的原理对ＦＴ－１２型台扇装配线进行了分析,并提出了改进方案。     

产品全生命周期中的制造信息模型

为了定义和表达产品在各个生命周期阶段的数据并且建立及维护数据之间的联系, 将产品全生命周期划分为五个阶段:需求分析、概念设计、工程设计、加工制造、服务支持.按照所划分的阶段,提出了将存储于分布式数据库中的所有相关产品数据和文档通过逻辑映射成产品需求模型、概念模型、工程设计模型、制造模型和服务支持模型的产品全生命周期模型体系框架.在此基础上重点构建了产品制造阶段的模型,包括零件工艺信息模型、产品装配信息模型和企业工艺资源模型.     

制造系统中的单元构建技术研究进展

敏捷制造是21世纪的制造模式,而制造单元是敏捷制造模式实施的基础,制造单元构建的实质是制造资源的优化选择与组合。在阐述了制造单元构建的意义的基础上,介绍了单元构建的方法,综述了国内外关于制造单元构建的研究现状,指出了目前单元构建技术研究中存在的问题以及主要发展趋势。     

基于agent及holon的可重构生产线实现技术

以大批量制造的生产线制造系统为背景,研究基于agent与holon智能制造思想体系的可重构生产线制造系统实现技术,以提高生产线柔性与可重构能力为目标·深入分析了多agent制造及holonic制造模式体系下智能单元自主决策、协商合作在制造系统环境中的实现与运行机制,在以机械加工线和装配线为代表的不同的工程实际背景与应用环境下该思想体系目前的具体应用情况与实现技术·指出该思想体系面向具体工程背景的有效实施应用是理论研究的关键·最后以某汽车变速器装配生产线制造系统为应用实例,从其规划设计与运行角度,分析了可重构生产线系统的框架设计及具体实现技术与方法·