面向精准医疗的生/机界面仿生设计技术现状与发展趋势

周新朝1，杨佳俊1，王晓博1，金泽枫1，张力文1，陈华伟1, 2（1.北京航空航天大学机械工程及自动化学院；2.北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心）

摘要：精准医疗的发展亟需高效、稳定且多功能的生机界面。大自然中丰富的微纳结构与功能机制为生机界面设计提供了重要的灵感源泉，但面向精准医疗的生机界面仿生设计仍然缺少深入、系统的综述研究。系统梳理生机界面设计中的典型仿生策略，重点介绍防粘、粘附增强、液体定向传输与微针穿刺等生物功能结构的原理及其在界面构建中的应用价值，探讨激光加工、3D 打印等前沿制造技术在实现多尺度仿生结构制造方面的优势与局限。结合精准医疗领域中的典型应用实例，包括防粘电刀、粘附贴片、可穿戴微流体诊疗传感器与药物递送系统，展示出仿生结构在提升界面适配性、功能集成度与临床适用性方面的显著优势。最后，展望人工智能、智能响应材料、多材料3D 打印等新兴技术对推动仿生生机界面发展的重要作用。主要提出结合智能材料的动态化仿生设计和结合人工智能的智能化界面设计的指导性观点，可填补行业和领域目前缺少这类综述文章来引领的空白，对未来精准医疗中生机界面的仿生设计制造的发展具有一定借鉴意义。

关键词：精准医疗；仿生功能表面；微纳结构制造；可穿戴传感；医疗器械