微纳加工与器官芯片

课程编码：180234083100P3001H 英文名称：Micro/Nanofabrication and Organ-on-a-Chip 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业课 主讲教师：周航等

器官芯片（Organ-on-a-Chip）是生物医学工程领域的突破性技术，为疾病建模、药物筛选和再生医学研究提供了革命性工具。作为典型的交叉学科方向，它融合了微纳加工、细胞工程、组织工程和器官制造等前沿技术。本课程旨在使学生掌握微纳加工与器官芯片技术的基本原理、方法及其在生物医学中的应用。通过整合微工程学、细胞科学和生命科学知识，培养学生的跨学科研究思维，提升其创新能力和解决实际科研问题的能力。要求学生掌握微纳加工的核心理论，理解器官芯片的设计理念、组织模型构建要求及功能验证方法，能够结合文献和数据，分析器官芯片技术在生物医学中的应用前景与挑战。指导学生根据具体的应用场景，选用不同芯片材料，使用合适的微纳加工工艺，设计和制备多类型器官芯片，推动我院以器官芯片为代表的前沿交叉学科的建设与发展。

无

第一章 微纳加工技术概述
第1节 微纳加工发展历程 1.0学时
第2节 微纳加工技术分类 1.0学时
第3节 微纳加工应用领域 1.0学时
第二章 微纳加工技术基础
第1节 光刻技术 3.0学时
第2节 软光刻与PDMS微加工 3.0学时
第3节 3D打印技术 3.0学时
第4节 化学刻蚀 3.0学时
第5节 微注塑 3.0学时
第6节 其他工艺 3.0学时
第三章 微纳芯片设计与制备
第1节 芯片结构设计 3.0学时
第2节 芯片材料选择与表面处理 3.0学时
第3节 微纳芯片制备及流体力学模拟 3.0学时
第四章 器官芯片原理与设计
第1节 器官芯片的概念与分类 3.0学时
第2节 器官芯片构建要素 3.0学时
第3节 器官芯片系统构建 3.0学时
第4节 细胞培养与组织模型构建 3.0学时
第5节 传感器集成与实时监测技术 3.0学时
第五章 器官芯片领域前沿与未来挑战
第1节 多器官芯片系统的集成与标准化 3.0学时
第2节 人工智能与器官芯片的融合应用 3.0学时
第3节 器官芯片在生物医药领域中的应用 3.0学时
第4节 器官芯片未来发展与产业化前景 3.0学时
第六章 器官芯片的应用与实践
第1节 器官芯片实践 3.0学时

周航，中国科学院动物研究所研究员，博士生导师，国家大科学基础设施——HOPE装置器官芯片系统负责人，致力于开发下一代器官芯片。曾任京都大学助理教授，深度参与日本国家医疗战略研发项目，与安斯泰来等国际药企合作，主导肝、肾、肠、肺等类器官芯片的血管化、免疫化及通量化开发工作。以第一作者身份在ACS Nano，J. Nanobiotechnol. 等期刊发表多篇代表性成果，出版学术著作一部，发表微纳专业会议论文二十余篇，担任Cell Proliferation青年编委。
张顺，中国科学院动物研究所器官再生与智造重点实验室研究员，博士生导师，血管化微生理病理系统研究组课题组长。博士毕业于加州大学圣地亚哥分校，随后于美国麻省理工学院从事博士后研究。工作以第一作者（含共同）在Advanced Functional Materials，Biomaterials，Advanced Science等杂志发表论文十余篇，论文总被引1200余次。
研究组聚焦于血管生成的底层机制，构建相应微流控平台深入探索多种生化与力学因素对于血管系统生成及维持的影响，并以此为指导开发相应的技术手段，促进体外血管系统（尤其是具有器官特异性的血管系统）稳定、高效、可靠的形成，并进一步探索具有高度生理相关性的血管化微生理病理模型（包括血管化类器官）的构建并拓展其应用。研究组还致力于开发可靠的多能干细胞分化方案，构建具有病人特异性的血管化模型，为药物筛选、相关生理病理过程机制探索、人体胚胎及组织发育等相关研究提供理想的研究平台。