实验室的研究核心可以用一句话概括:用活细胞建造能感知、能运动、能自适应的生物机器。三大研究板块:
1. 神经肌肉组织工程:工程化由活细胞组装驱动的自适应生物材料,构建有神经支配和血管化的肌肉组织,用于恢复疾病或创伤后的行动能力,同时为神经肌肉疾病(如肌萎缩侧索硬化症)提供体外模型。
2. 4D 生物制造工具:开发动态组装复杂多细胞组织的生物制造平台。代表性工作包括 MagMA(磁基矩阵驱动振动凝胶垫)——通过机械刺激引导肌肉纤维定向生长和同步收缩,解耦运动中的化学信号与机械力。
3. 生物混合机器人:将工程化肌肉组织作为高效、响应性致动器部署于软体机器人。近期突破性成果包括:柔性"骨架"(flexure)装置——刚度仅为肌肉本身的 1/100,可将肌肉收缩力高效转化为单向运动;以及人工生物肌腱——受天然肌肉-肌腱单元启发,解决软组织与硬质机器人组件间的机械失配问题。
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