医工融合大学生创新实践实验室位于明向校区人工智能学院,是依托学院生物医学工程学科建设平台建立的重要实践基地。实验室面向本科生实验教学与科研创新,围绕生物医用材料设计、材料制备、结构表征及生物学评价等研究方向,构建了集材料制备、性能表征、生物学评价于一体的综合实验教学体系,是医工交叉领域本科生创新能力培养的重要平台。实验室功能布局合理,实验条件完善,配备多种先进实验设备,可满足材料科学、生物医学工程及相关交叉学科的实验教学需求。通过开放共享的运行模式,为本科生提供了良好的科研启蒙与实践创新平台,在培养学生实验技能、工程实践能力和科研思维方面发挥着重要作用。
(一)材料合成与制备实验区
材料合成与制备实验区主要用于各类生物医用材料的设计与制备,包括高分子材料、复合材料及仿生矿化材料等。该区域配备旋转蒸发器、循环水多用真空泵、高压微流电源、实验室蠕动泵、电解池、量筒、烧杯、刻度烧杯、锥形瓶、培养皿、试剂瓶等相关设备,可开展材料合成、微球制备、仿生矿化以及功能化改性等实验。
通过相关实验训练,学生能够掌握材料制备的基本原理和实验方法,理解材料组成、结构与性能之间的关系,为后续材料性能分析及生物学评价奠定实验基础。 ·

图1旋转蒸发仪、循环水式真空泵

图2 各类烧杯耗材等

图3注射泵组件、电极装置、高压微流电源
(二)细胞实验与生物学评价区
细胞实验区主要用于生物材料的细胞相容性评价及相关生物学实验研究。该区域按照细胞实验规范建设,配备细胞培养设备及无菌操作环境,可开展细胞培养、细胞形态观察、细胞增殖检测及材料生物相容性评价等实验。
通过细胞实验教学,学生能够掌握基本的细胞培养技术和生物材料评价方法,深入理解材料与细胞之间的相互作用机制,为生物医学材料的应用研究提供实验基础。

图4 二氧化碳培养箱


图5 超净工作台

图6 立式高压灭菌锅

图7 倒置荧光显微镜

图8 激光扫描共聚焦显微镜
(三)材料表征与性能测试区
材料表征与性能测试区专注于生物医用材料的结构解析、形貌表征与性能评估,是支撑材料科学研究的关键技术平台。该区域整合了涵盖力学测试、结构解析、表面性质分析及化学表征等功能的多种分析与检测设备,能够系统开展材料的微观形貌观察、晶体结构解析、元素组成分析、表面润湿性评价及力学行为研究。
依托万能材料力学试验机、X射线衍射仪、水接触角测量仪等核心设备,测试区可从多个维度对材料的理化特性进行全面表征,深入揭示微观结构与宏观性能之间的内在关联,为生物医学材料的优化设计与功能调控提供可靠的数据支撑与理论依据。

图9 万能材料力学试验机
图10 万能材料力学试验机

图11 X射线衍射仪(XRD)

图12 水接触角测量仪
图13 紫外-可见分光光度计
图14 Zeta电位分析仪
图15 傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)
(四)生物制造与3D打印实验区
生物制造与3D打印实验区主要用于开展生物制造与组织工程相关实验研究,是生物医学工程领域的重要前沿技术平台。该区域配备挤出式3D打印机,光固化生物3D打印机,微流控芯片激光雕刻机,CO₂激光雕刻切割机(也叫激光雕刻机/激光切割机),真空等离子清洗机和电子万能材料试验机等及相关实验条件,可开展生物墨水制备、器官芯片构建以及组织工程支架打印等实验。
通过生物3D打印技术和器官芯片构建技术,可以实现复杂三维生物结构的精准构建,为组织工程和再生医学研究提供重要技术手段。学生在实验过程中能够直观理解生物制造技术原理,掌握三维结构构建的基本方法,进一步拓展在生物医学工程领域的创新实践能力。

图15 光固化打印机
图16 挤出式打印机
图17 激光切割机
图18 激光雕刻切割机
图19 真空等离子清洗机
图20 光固化生物3D打印机
图21电子万能材料试验机
(五)分子生物学实验区
分子生物学实验区主要用于从分子水平研究生物材料的生物学效应。该区域配备电泳与制胶设备,qPCR仪等及相关实验条件。该平台可开展蛋白表达分析、基因表达检测以及相关分子生物学实验,为探究材料调控细胞行为及组织再生机制提供技术支持。通过分子生物学实验训练,学生能够进一步理解材料对细胞功能调控的分子机制,提高跨学科科研能力和实验技能。
下面是一些分子生物学设备器材的介绍:
图22 Western blotting相关设备