一种用于植入式生物传感器的组织工程方法

生物MEMS与传感器是指采用以MEMS为代表的微纳制造技术实现生物医学应用的传感器、执行器及微系统，其利用生物要素与物理化学检测要素组合在一起对被分析物进行操纵和检测。生物MEMS的内涵与微流控（Microfluidics）、芯片实验室（Lab-on-a-chip）、微全分析系统（μTAS）有相当多的重叠部分，是一种结合生物学、医学、化学、材料学、机械学、电学、光学等的跨学科工程技术。生物MEMS与传感器的发展将提升我们人类对医学的认知水平，为研究疾病状态、开发新款药物、改进手术程序、监测健康状况以及建立人机接口创造新的机遇。

生物MEMS、芯片实验室、微全分析系统：三者主要涵盖的领域

生物传感器在医学工程中的应用具有巨大的市场增长潜力和影响人类生活质量的潜力。这种潜力由需要具有更高灵敏度、特异性、可靠性和生物相容性的新型传感器所驱动，以解决和管理心脏病、癌症、高血压、糖尿病、帕金森氏症等医疗和健康问题。其中，植入式生物传感器最具挑战性，例如：在皮下植入葡萄糖传感器以实现无线连续血糖监测；在肿瘤附近植入生物传感器以监测疾病的进展情况；在脑部植入基于柔性电极的脑机接口以治疗帕金森氏症等神经系统疾病。植入式生物传感器不仅可以彻底改变医疗服务，还可以改变人们感知自身健康状况的方式。

一种用于植入式生物传感器的组织工程方法

（DOI： 10.1016/j.eng.2021.08.010）

由于新型冠状病毒肺炎（COVID-19）大流行的影响，PCR分子检测和免疫检测（抗原、抗体）的需求激增，微流控技术及市场经历了新的发展势头。根据Yole统计数据显示，2021年全球微流控模组市场规模为181亿美元，预计2027年将达到320亿美元，2022-2027年期间的复合年增长率（CAGR）超过10%。在过去两年中，微流控技术加速应用于各种诊断解决方案，包括即时诊断（POCT）、临床实验室诊断以及制药和生命科学研究工具等。DNA测序也在推动微流控技术创新，在跟踪病毒突变、肿瘤学、基因组学、蛋白质组学、单细胞分析等多个领域显示出令人印象深刻的市场增长。目前，全球微流控领域的领先者主要包括因美纳（Illumina）、Danaher（Cepheid）、生物梅里埃（bioMerieux）、雅培（Abbott）和赛默飞世尔（ThermoFisher）。

中国科学院上海微系统与信息技术研究所毛红菊研究员团队构建了一种多功能化的新冠病毒核酸快速检测平台，凭借定制化的微流控芯片与基于MEMS工艺的温控器件，能够快速且高通量地筛查待测样本，并在需要时提供精确的病毒载量定量信息。（DOI： 10.1039/d2lc00101b）

微流控芯片常用的三大类材料是聚合物、玻璃和硅。聚合物是制造微流控芯片最广泛使用的材料——销售数量占比为89%，市场价值占比为61%。相比聚合物，基于玻璃和硅的微流控芯片要贵得多，主要用于新一代测序（NGS）等特定技术领域。好消息是，硅越来越多地用于光子生物芯片或CMOS片上传感器的开发，这将有利于传感、执行等功能与处理电路集成，为即时诊断、基因测序、生物制药等微流控应用带来智能化。这也为半导体/MEMS代工厂（例如X-FAB、Teledyne、台积电）展现出巨大的市场发展潜力。近些年，通过机器学习对微流控生成的数据进行分析也取得了令人瞩目的成果，人工智能（AI）有望重塑生物与化学探索。

上海微技术工业研究院开发的智能微流控技术平台

一种基于机器学习的智能微流控平台

为满足广大生物MEMS和传感器从业人员对知识的渴求，麦姆斯咨询特开设本次培训课程，邀请在该领域拥有丰富经验的技术领路人、著名高校和研究院所专家、企业高管，为大家讲授：（1）植入式生物传感器及应用；（2）植入式脑机接口：神经调控和微纳技术；（3）微针及透皮给药；（4）固态纳米孔及单分子检测；（5）数字微流控芯片及应用；（6）基于微流控的器官芯片及应用；（7）智能微流控及精准医疗；（8）场效应晶体管（FET）生物传感器；（9）基于微流控的单细胞分析；（10）单细胞可穿戴微纳生物芯片技术；（11）液体活检及肿瘤诊疗。　　

      审核编辑：彭静