37、生物混合微机器人：原理、应用与挑战

生物混合微机器人：原理、应用与挑战

生物混合系统的营养需求与环境依赖

生物混合系统的正常运行离不开葡萄糖和氧气。在体内环境中，这些营养物质自然存在，无需借助复杂的生物反应器来提供。然而，当涉及体外应用时，这一优势就变成了限制因素。此时，生物混合设备必须保持在 37°C（若是昆虫细胞，则温度范围可更宽），并且需要定期补充营养物质。

应用场景	营养供应方式	温度要求
体内环境	自然存在，无需额外提供	人体体温
体外应用	定期补充	37°C（昆虫细胞范围更宽）

临床应用中的安全性考量

在临床应用方面，生物混合系统的安全性是一个关键因素，主要涉及生物相容性和免疫原性。这一问题影响着所有类型的生物混合机器人，包括基于肌肉、细菌和其他可运动细胞的机器人。目前，研究中主要使用的是来自小鼠或大鼠的永生化细胞和原代细胞。

为解决细胞来源的安全问题，有两种可行方案：
1. 直接使用来自患者的原代人类肌肉细胞。
2. 使用由干细胞分化而来的肌肉细胞，如诱导多能干细胞（iPSCs），这些干细胞同样来自患者。

对于第二种方案，为避免患者来源细胞的漫长重编程过程以及临床应用的审批流程，科学界可推动建