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北京理工大学微纳医疗实践团在京冀医院开展助力“健康中国”新战略实践活动

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为了响应国家关于发展微纳机器人和精准医疗技术的新战略,探索微纳机器人在医疗领域的应用前景,提升自身的科技素养和社会责任感,北京理工大学机电学院组建了“助力‘健康中国’——微纳医疗服务国家新战略社会”实践团,赴保定和北京进行了为期30天的调研实践活动。通过与当地医院、科研机构、专家学者的合作和交流,实践团成员们深入了解了烧伤、心血管疾病、脉管炎、骨科等领域的疾病现状和现阶段治疗手段,从靶向给药、个性治疗、微创手术、新药研发四个方面切入,挖掘微纳技术在精准医疗和个性化医疗中的巨大潜力。


2023年8月,北京理工大学机电学院辅导员带领7名由研究生和本科生共同组成的服务国家新战略实践团,聚焦科技创新成果转化落地,主要赴北京市北京大学第一医院、301医院、保定市第五医院、保定市第二医院、保定脉管炎医院、保定骨科医院等医疗单位,通过项目展示交流、座谈、参观等方式,开展以“‘青研科创’激发科技创新活力”为主题的暑期调研实践活动。通过调动青年师生科技创新活力,为国家医疗健康领域的高质量发展贡献青春智慧和力量,助力未来健康中国服务新战略。

药物输送,精准磁控

在实践团于保定市脉管炎医院的实地参观和座谈交流中,药物定点输送成为了一个备受关注的话题。药物定点输送作为脉管炎精准医疗的关键环节,旨在将药物精确输送到疾病部位,提高治疗效果,同时减少药物对健康组织的影响。

然而,实现药物定点输送并非易事。传统方法往往面临药物在体内扩散难以控制、作用时间短暂、副作用较大等问题。在此背景下,微纳医疗实践团与医生们深入交流,发现了磁控技术的潜力。通过磁控技术,微纳机器人可以精准地定位到体内特定位置,突破传统输送方式的限制。这一发现为药物定点输送带来了新的希望。

团队与医生们共同探索,探究出了能够将磁场引导微纳机器人这一前沿技术应用到实际医疗,为定向治疗脉管炎提出了新的方案。同时,通过环境响应的设计,微纳机器人能够在到达指定位置后自动释放药物,确保药物的准确输送和释放,避免不必要的浪费和影响。这一技术突破为药物定点输送的实现打下了坚实的基础,也为精准医疗的推进贡献了独特的解决方案。

通过与医生们的紧密合作和不懈探索,精准磁控技术的创新为未来精准医疗的发展描绘出了更加美好的前景,也展示了微纳科技在医疗领域中的巨大潜力。

定制医疗,微光灵雕

“因人而治,减少病人的痛苦,是我们美好的愿望。”在团队的交流中,我们了解到定制化治疗方案的制定对于病人的康复具有重要意义。定制化、个性化的治疗将有望缩短病人康复周期,为病患带来更快、更有效的治疗体验。但囿于技术和成本的限制,个性化医疗仍面临巨大的挑战。

然而,生物4D打印技术在定制医疗领域所展现出的巨大潜力和优势引起了广泛关注,为定制化医疗提供了引人瞩目的可能性。生物4D打印技术的核心在于其能够将生物材料以及细胞等精确地组合成复杂的生物活性结构。在这个过程中,不仅可以精准控制微结构的硬度和细胞的分布,还能够根据真实人体的解剖特点制造出高度逼真的生物组织。

以骨缺损的治疗为例,传统的医疗手段例如自体骨移植,将会造成对自身的二次损伤;异体骨移植也会让患者面临免疫排斥的风险。生物打印技术的应用将会为病人提供“专属”治疗方案,以最低的治疗成本达到最佳的治疗效果,使用患者本人的细胞增殖培养也将完全避免免疫排斥带来的负面影响。

通过将创新技术的成果转化为实际应用,定制医疗的普及将不再只是“愿望”。生物4D打印技术的应用将为医学开辟出全新的视野,微小光芒雕琢出的精巧结构将通过低廉的成本和有效的治疗方式将定制化和个性化医疗推向一个新的高度。

微创注射,“清”“修”兼可

谈及传统的医疗手术,人们往往想到的是创伤、痛苦以及接踵而来的巨大风险。微创手术对传统手术带来了革命性的变革,从多个方面改善了患者的治疗体验和手术结果。微创手术不仅提高了患者的治疗体验,减轻了患者的痛苦,还大幅提升了手术的安全性和效果。

以血栓来说,作为一种常见病症,潜在的风险不可小觑。“传统血栓清除方式,如药物治疗和手术切除,虽然有一定疗效,但也存在一系列局限性。”保定骨科医院的主任医师表示,药物治疗可能需要较长时间,手术切除则可能对患者造成额外的创伤。

实践团秉持创新精神,为微创手术领域注入了新的活力。通过磁控技术,微纳机器人能够在体内实现定向的移动和定位。这使得微纳机器人可以精准地定位于血栓区域,实现定向清除。这种微创手术方式不仅有效地减少了创伤,还可以提高手术的精确性和安全性。

与此同时,团队的创新成果也为骨修复领域提出了创新概念。基于定制化的4D打印技术,我们制造出了可自行变软的微机器人,携带着骨细胞和血管细胞。这些条状微机器人通过微创注射进入体内,随后在骨关节内部自卷曲,实现精准操控。通过磁场的引导,微机器人可以定向运动至受损部位,并贴附在病灶区域。最后,利用磁环固定微机器人群,实现机器人在受损部位的持续存在,直到骨关节复原。

这些创新的微创手术方法,不仅在血栓清除方面体现了巨大的潜力,也为骨修复领域带来了前所未有的可能性。通过磁控技术、微纳制造技术和创新思维的融合,“清”血栓,“修”缺损,为医学带来了崭新的发展路径,也为患者提供更安全、更有效的治疗手段。

器官芯片,新药可期

在新药研发领域,器官芯片——“类器官“的引入正为研发过程带来全新的前景。在实践团与北京大学第一医院的深入交流后,探索揭示出这项技术有望极大地改变临床前实验的模式,为新药的研发注入了创新力量。

传统的新药研发过程常常伴随着巨额的沉没成本和漫长的研发周期。而器官芯片和类器官技术的应用,为这一局面带来了改变。通过模拟人体的器官功能和生理环境,这些技术可以在体外重建复杂的生物过程,从而使研究人员能够更真实地评估新药的效果和安全性。

具体而言,器官芯片和类器官技术能够极大地降低临床前实验的成本和风险。传统实验常常需要大量的动物试验和临床前研究,而这些技术能够在体外快速进行多种实验,减少了对动物资源的依赖。同时,通过模拟疾病环境,研究人员能够更好地预测新药在人体内的反应,从而提高了新药研发的成功率。

通过结合微纳技术制造的器官芯片和类器官的引入,为新药研发注入了新的希望。通过在实验室中还原人体器官的功能,研究人员可以更加准确地评估新药的疗效和副作用,从而加速新药的研发进程。这一技术的应用将不仅为药物研发带来革命性的改变,也为医学科研的未来带来了更加广阔的可能性。

通过北京理工大学机电学院微纳医疗服务国家新战略实践团的深入探索,微纳技术在精准医疗和个性化医疗领域的巨大潜力逐一揭示。在对药物输送、定制医疗、微创手术和新药研发等方面的深入研究中,团队积极与医疗专业人士合作,以创新为动力,为科技创新成果的转化提供了全新的视角。

这次暑期调研实践活动不仅是实践团成员对医学领域的深刻思考,也是对“健康中国”战略的积极参与。通过科技的力量,他们不仅在微纳技术应用中发现了新的可能性,更为未来的医学领域带来了充满希望的前景。微纳医疗助力“健康中国”,将继续引领科技创新,不断为医学发展贡献青春智慧和力量,铸就更加健康、美好的明天。

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