细胞的体外培养是生命科学研究、医学研究、临床检验和药物筛选中不可或缺的一环。细胞体外培养可以将原本需要在人体上进行的实验转移到体外进行，因此简化了实验流程，避免了相关的伦理问题，极大的促进了生命科学、医学和药学的飞速发展。现有的体外细胞培养系统无法复现生命体内复杂的异质和动态特征，使其仿生能力受到很大的限制。本研究组的目标为开发更先进的体外细胞培养体系，尝试从材料设计、元器件构建和装置开发等方面，解决体外细胞培养系统仿生性、可监测性、系统灵活性等方面的不足。

研究方向一：智能细胞支架材料及其生物学效应

细胞支架材料是细胞体外培养中不可或缺的一个部分，现有的人工制备的仿生细胞支架无法模仿天然细胞外基质的各向异性和动态特征。本研究组提出了智能仿生细胞支架构建方案，可实现对天然细胞外基质异质性和动态性的模拟，并实时监控支架性质参数的变化。研究组正进一步尝试用这种新型材料精确引导细胞、类器官的生长发育行为。

研究方向二：微环境监测系统的制造技术

研究方向三：新概念器官芯片的设计与构建