智能医疗器械研究中心Center for Intelligent Medical Equipment and Devices (iMED)(以下简称“iMED中心”)成立于2021年,是中国科学技术大学苏州高等研究院筹建的第一个前沿研究中心。现有教授2名,特任研究员6名,特任副研究员5名、博士后3名和学生近60名。
iMED中心以临床医学的迫切需求与前沿发展方向为导向,以研发有原创性的创新医疗器械装备为目标,充分发挥现有的技术积累与合作研究基础,整合相关的产学研检医上下游的合作资源,致力于建设创新型的产学研管医的联合开发平台,培养具有国际视野和前沿交叉能力的开拓型的创新创业领军人才,助力我国中高端医疗器械产业走向世界。
科研进展
1. 开发出离电式温湿度传感器、三维力传感器以及4096点阵触觉传感系统,并配套高速信号读取的软硬件系统,从而完成触觉感知的图像获取、显示与分析的全系统方案。
2. 开发出一种基于柔性离电传感器的可穿戴系统,可以安全、长时间地监测眨眼动作,通过长期连续监测眨眼的周期性规律从而实现对眼部疾病的预防和干预。
3. 机器人-微流控生物芯片接口实现免疫分析无人化;团队在免疫分析-酶联免疫吸附试验(ELISA)的自动化研究上取得进展,相关成果以 Sample-to-Answer Robotic ELISA 为题发表在分析化学领域顶级期刊 Analytical Chemistry(中科院一区期刊,IF:6.986)。ELISA 作为最常见的免疫检测方法之一,已在医院、科研实验室等广泛应用;然而传统 ELISA 的检测耗时长、大量占用人力、依赖大型仪器,并且在很大程度上依赖操作技术人员的技能。该研究提出了一套机械臂操控的全自动化 ELISA 系统,称为 Robotic ELISA,包含机器人-微流控生物芯片接口(RoMI)和模块化可嵌入高敏感可比色分析纳米纤维膜(NFM)的复合微流控芯片,实现芯片操作的无缝连接与无人化,以完全可编程和自动化的方式完成所有的 ELISA 测试步骤。该系统可执行多种生物分析程序以取代经典 ELISA 操作的手动步骤,包括气动的高精度移液、通过来回流动实现的样本高效混合与富集、清洗以及用于自动比色定量的机器视觉识别。Robotic ELISA 平台无需任何人工干预,已被验证可在 20 分钟内检测出微量生物样本(15 μL)中的抗生素如氯霉素,显著快于传统 ELISA 的数小时检测时间,同时检测下限达 0.1 ng/mL。得益于其模块化的设计和全自动化的操作,Robotic ELISA 平台拥有巨大的应用前景,有望在各种资源有限的地区或高风险环境中用于自动化无人化快速及时高灵敏免疫检测。
4. 针对目前医用组织血氧光学检测设备可溯源评价标准不完善的问题,拟开展多模态、多尺度血氧饱和度仿生模体制备技术和关键参数溯源研究。将完成一套组织血氧饱和度仿生模体制备系统的搭建,完成阶梯性可调血氧饱和度仿生模体制备,用于血氧饱和度模体测量的计量质控装置的开发,以及他们的性能测试与验证 。研究成果将形成仿生模体、制备和表征系统、验证报告和技术规范。最终,为血氧饱和度医用光学诊疗器械的创新研究、检验验证、使用中的质量控制以及第三方技术评价等全流程提供技术支撑。