一、所属领域

生物医药，生物力学

二、项目介绍

1. 痛点问题

（1）考虑生物安全性，如何发展和制备绿色环保的仿生体模；

（2）考虑人体结构复杂性和物理性质的差异性，如何模拟人体微结构特征，以及如何定量调控仿生体模的物质性质以更好的模拟人体的变形特征。

2. 解决方案

（1）仿生体模是典型的复合软材料，包括多种成分，本研究通过多次迭代最终采用的体模材料成分均为绿色环保材料。

（2）通过对体模物理性质的定量研究，本研究发展的体模弹性模量，熔点和韧性均可定量调控。

（3）通过对体模材料流变特性的系统研究，可实现体模的3D打印，从而可以制备具有复杂微结构的体模。

图1 肿瘤体模

图2 结石体模

3. 竞争优势分析

（1）目前市面的体模物理性质的定量调控较为困难。该项目发展的仿生体模，能够定量模拟皮肤、肌肉、肌腱等组织的力学属性特点，兼具创新性，实用性，且成本低廉。

（2）本项目发展的仿生体模因其流变特性和熔点可控，可方便地作为3D打印墨水，而且相应的3D打印机成本低，易获得，相比于市场上的体模竞品，本体模更方便个性化定制，从而方便临床应用。

4. 市场应用前景

（1）体模应用场景较多。因其物理属性可定量测量，因此可以作为仪器校准使用。

（2）本体模可以模拟肿瘤，皮肤和神经等，可以用于临床培训，如穿刺训练等。

（3）仿生体模能较好模拟人体软组织的变形特征，因此可以用于手术规划。

5. 发展规划

基于目前的研究基础和设计理念，希望实现体模转产，标准化后的产品成本低廉且能便于临床使用。

6. 知识产权情况

本团队在软组织弹性成像与仿生软材料制备与力学表征领域开展了十余年研究，申请了国家发明专利20余项，至今已授权20余件。授权实用新型专利3件；此外，团队获授软件著作权3项。

三、合作需求

以专利授权方式进行相关技术成果转化。

四、团队介绍

清华大学航院生物力学研究所曹艳平课题组长期致力于软材料和生物材料力学研究，包括软研究了组织大变形与表面失稳，分析人体中的弹性波传播特征，以及发展了表征软材料力学性质的压痕、微吸管和力学成像方法。至今，课题组在国内外知名期刊发表论文150余篇，授权国家发明专利20余项；培养研究生十余人，包括一位清华大学特等奖学金获得者和多位北京市优秀毕业生称号获得者。作为主要完成人之一获得国家自然科学二等奖和教育部自然科学一等奖各1项。长期以来，与多家企业和三甲医院开展了密切合作。

五、联系方式

E-mail：ott@tsinghua.edu.cn

成果编号：2022050

注：所有成果发布内容未经授权，请勿转载！

授权请联系yaoxiahan@tsinghua.edu.cn