东南大学生物医学工程学科在全国学科评估中连续排名第一，今年又进入国家一流学科建设名单中。

目前，东大生物科学与医学工程学院设有生物医学工程、信息与系统生物学、医学与生物物理学三个学系，主要研究方向有器官芯片和单细胞分析、基因测序和生物信息学、纳米生物学、医学成像、生物力学和移动医疗。我们单从生物、信息、医学、影像、力学等方向名称上，便能感觉到这是一门多领域内容相互交叉，各种研究互相渗透的前沿高科技学科。

懂生物、懂工程

走进生物科学与医学工程学院，副院长周平老师热情地为我们介绍起学科历史来：“国内最早设立这门学科的高校是1978年的西安交大，浙江大学紧随其后，1983年便是我们东大。学科创始人韦钰院士对生物医学工程学科的发展进行了颇具前瞻性的布局，1981年从海外回国后，她就提出发展生物电子学的想法，生物分子电子学的基础研究也随之展开。1985年，国内第一个分子与生物电子学实验室建成，1993年，国内第一个‘生物电子学’博士点创建。这些都使我们的学科发展具备了先天优势。也因此，对生物芯片、分子电子学的研究，东南大学在国内都是最早的。”

“生物医学工程，实际上更多的是发展一些新的材料，新的器件、仪器或者是技术，来解决生命科学的问题。首先得懂生物，知道生物、医学是什么样的，其次要懂得怎样去做工程，这就涉及到物理、化学材料，包括机械、电子、仪器等等各个方面了。”为了让我们深入了解这门学科，周老师邀请来学院多位老师和同学，一起来探讨这门学科的复杂和有趣之处。

仿器官、造仪器

生物医学工程研究的领域挺多。

【器官芯片和单细胞分析】

器官芯片一直以来都是国际前沿和一流研究的“香饽饽”，美国奥巴马的施政方针中就曾有过详细的规划。那么器官芯片究竟有何用处呢？对此，副院长赵祥伟教授向我们解释道：“器官芯片主要用于进行药物实验，降低药物筛选风险，减少对人体的副作用。众所周知，药物在临床使用前需要长时间的动物实验，而我们只取人体的部分细胞模拟器官和系统，在芯片上模拟化学反应，可做出仿血管、仿肾脏等多种材料。”一般来说，一种新药从研发到生产，再到投入临床往往需要十几年甚至更长的时间。很多药物研发失败往往是由于最后不能适用于人体，他们用人的器官和组织代替猴子、猪、狗等动物进行实验，避免了伦理道德问题，也更接近人体实际情况。此外，芯片作为化学反应，出结果的速度远远快于动物，更是大大加快了临床推进的周期。

针对该方向目前的发展，周老师向我们做了细致的描绘：目前，相关团队正针对药物作评估的临床实验，比如以纳米材料为基础做出人工肝脏，在肝脏细胞逐渐成长后放入药物，然后观察肝脏如何代谢、药物对肝脏有哪些损伤等。虽然基础，但学院在该方面的研究已达到国际先进水平，“器官芯片学科创新引智基地”也入选了国家“111计划”（该计划瞄准国际学科发展前沿，以国家重点学科为基础，从世界范围排名前100位的著名大学及研究机构的优势学科队伍中，引进、会聚1000余名优秀人才，形成高水平的研究队伍，建设100个左右世界一流的学科创新引智基地）。

器官芯片的研究前景虽一片光明，但亟待解决的问题也不少：如何预防、干预、后续治疗；人体和病症之间怎样相互作用；药物需要多大剂量才会产生效果等等。博士生王洁告诉我们，人体的每个器官由许多组织构成，组织又可拆解成各种细胞，每个细胞通过三维的方式生长。一旦细胞被拿出体外放在芯片上培养，它就会受到空间的影响而坍塌、拉长，无法保持在体内生长的效果。因此，如何“培养”出一颗健康的立体人工器官，是目前师生们的重点研究内容。

除了器官芯片，学院在生物芯片方面的研究也同样可圈可点。近日，常宁博士带领的科研团队研发出世界领先的光子晶体微球技术，只需将最低50微升的样品放入运用该技术的自动检测仪中，5～10分钟即可一键式完成对肝癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌等多种常见癌症标志物的检测。此外，学院老师还在进行大脑相关的研究，如研究人脑在学习过程中的生物学、医学机制；主攻生物医学大数据，包括人脑活动和脑之外的遗传学、基因、疾病关联信息。

【纳米生物学、生物力学、医学成像】

文章来源：《血管与腔内血管外科杂志》 网址: http://www.xgyqnxgwkzz.cn/qikandaodu/2021/0508/658.html