今天,我们为大家解析的是南澳大学博士研究项目。
“A microfabricated "brain tumour on a chip" for radiobiological studies ”
学校及院系介绍
学校概况:
南澳大学(University of South Australia, UniSA)是澳大利亚知名的研究型大学,位于阿德莱德市。南澳大学注重学术研究与社会应用的结合,尤其以在科技创新和国际合作领域的卓越表现而著称。学校拥有先进的实验设施和开放包容的国际化学术氛围,为全球学生提供高水平的学习与研究机会。
院校介绍:
- 研究团队:本项目由南澳大学生物工程团队主导,该团队在癌症治疗与纳米技术领域有着深厚的研究基础,特别注重跨学科协作。
- 教授队伍:由Benjamin Thierry教授领衔,其专长涵盖纳米技术、生物传感器及肿瘤治疗,教授团队与全球多家知名研究机构保持紧密合作。
项目专业介绍
本次博士项目主要集中在生物医学工程、肿瘤生物学与纳米技术领域,研究内容围绕“脑肿瘤芯片”的设计及其在放射生物学中的应用。
通过生物工程技术模拟脑肿瘤微环境,研究旨在为优化放射治疗方案提供科学依据,并致力于培养具有跨学科研究能力的未来科研人才。
申请要求
1.学历背景:
申请者需具备化学分析、生物工程、分子生物学、医学物理、癌症生物学或纳米技术等相关领域的硕士学位。
2.语言能力:
需提供有效的英语水平证明(如IELTS、TOEFL),或通过学术发表证明英语能力符合要求。
3. 申请流程
- 提交材料:包括个人简历、推荐信(3名推荐人)及意向书,明确表达申请动机与研究方向。
- 申请截止:建议尽早提交申请,仅对入围候选人进行联系。
项目特色与优势
1. 项目背景与意义
脑肿瘤的治疗是当前医学研究的重大挑战。传统的体外肿瘤模型难以精准模拟脑肿瘤的复杂微环境,限制了对放射治疗机制的研究。本项目旨在开发“脑肿瘤芯片”技术,通过模拟肿瘤细胞与脑微环境的交互,为优化放射治疗提供实验平台。
2. 核心研究内容
- 芯片设计:研发支持脑肿瘤细胞长期培养的微结构化生物芯片。
- 多元细胞共培养:通过患者活检样本重现脑肿瘤微环境,为实验提供更高的生物学真实性。
- 放射生物学研究:探索FLASH和质子束放疗在芯片模型中的作用机制,为优化治疗方案提供理论依据。
3. 技术特色
依托ANFF设施,开展精密的微制造和芯片设计。
结合前沿的放疗技术及国际合作,拓展癌症治疗研究视角。
将纳米技术与生物医学工程相结合,提高模型的实验可重复性与临床转化能力。
有话说
创新思考
1. 交叉学科:
本项目位于生物医学工程、纳米技术、分子生物学和医学物理等领域的交汇点,通过整合多学科的技术与理论,致力于解决脑肿瘤治疗中的复杂问题。研究涵盖脑肿瘤微环境的精确模拟、前沿放射生物学的应用,以及微结构芯片的设计与制造,是一个高度跨学科、技术密集的研究项目。
2. 研究目标
本项目的主要目标是开发一种高仿真度的“脑肿瘤芯片”,以精确模拟脑肿瘤的微环境及其与周围非肿瘤细胞的交互作用。这种芯片作为一种先进的体外研究工具,旨在替代部分动物实验,用于评估不同放射疗法(如FLASH放疗和质子束放疗)对肿瘤的效果,并为临床治疗策略优化提供可靠的数据支持。
3. 技术手段
- 芯片设计与制造:采用微结构化制造技术和先进的微流体平台,设计支持肿瘤细胞长期培养和复杂微环境重现的“脑肿瘤芯片”。
- 共培养技术:通过长期共培养肿瘤细胞和非肿瘤脑细胞,再现脑肿瘤的多细胞动态微环境。
- 放射治疗实验:利用FLASH放疗和质子束放疗等国际先进技术,在芯片模型上开展实验,评估肿瘤细胞及其微环境对治疗的响应。
4. 理论贡献
- 学术突破:项目为肿瘤微环境研究提供了全新的体外模型,从单一细胞系统研究提升至多细胞网络,推动了实验研究的精细化和多维度分析。
- 放射生物学创新:揭示了不同放疗模式下,肿瘤细胞与其微环境的特异性响应机制,为个性化治疗理论奠定基础。
5. 应用价值
- 实验替代性:芯片模型减少对动物实验的依赖,不仅符合伦理要求,还提升了实验效率和数据可靠性。
- 临床指导性:通过模拟患者特定肿瘤特性,助力放射治疗方案优化,为患者的个性化治疗提供科学依据。
创新思考
1. 前沿方向:
- 肿瘤免疫微环境研究:通过在现有芯片中引入免疫细胞,研究肿瘤与免疫系统的交互机制,分析肿瘤免疫逃逸现象,并为免疫治疗提供基础数据支持。
- 动态治疗响应研究:在芯片模型中模拟多种治疗方式的协同作用,评估综合治疗效果,探索最优组合策略。
2. 技术手段
- 人工智能(AI):利用机器学习算法对芯片实验数据进行实时分析,动态追踪肿瘤细胞对治疗的行为变化,优化治疗效果预测模型。
- 高通量筛选技术:结合芯片模型与高通量检测平台,快速筛选最优放射治疗参数或潜在抗癌药物,提高药物研发效率。
3. 理论框架
- 动态演化模型:建立肿瘤细胞、非肿瘤细胞及放射治疗交互作用的数学模型,模拟肿瘤微环境的动态变化,为治疗参数优化提供理论支撑。
- 多层次分析框架:综合分子、细胞和组织水平的数据,探索肿瘤对多种治疗方式的多层次响应机制,揭示复杂的肿瘤适应性。
4. 应用拓展
- 药物研发:利用芯片模型加速新型抗癌药物的筛选和评价,为抗脑肿瘤药物开发提供高效工具。
- 精准医学:开发基于患者肿瘤特性的定制化芯片模型,探索个性化治疗策略,为脑肿瘤患者提供更精准的治疗选择。
5. 实践意义
- 医疗资源节约:通过替代动物实验减少伦理争议与实验成本,使更多研究资金集中于技术开发和临床应用。
- 治疗效果提升:通过优化治疗方案,提高脑肿瘤患者的生存率及生活质量,为临床治疗提供更科学的依据。
6. 国际视野
- 跨国合作:与国际顶尖研究机构(如法国居里研究所)合作,推动多领域技术交流,实现资源与成果共享。
- 技术标准化:引领芯片制造与实验方法的国际标准化,增强研究结果的可重复性及全球影响力。
7. 交叉创新
- 多领域整合:将生物工程、纳米技术与人工智能深度结合,促进芯片技术向更复杂、更高效的方向发展,解决多学科交叉领域的关键难题。
- 个性化定制:设计模块化芯片平台,可适配不同类型肿瘤研究需求,为未来医学研究提供灵活工具。
8. 其他创新点
- 数据共享与开放平台:建设开放式研究平台,允许全球科研团队共享数据与技术成果,形成高效的研究网络。
- 教学与科研结合:将项目研究成果应用于高等教育,为未来跨学科研究培养下一代优秀人才。
博士背景
Benzene,化学化工学院博士生,专注于有机合成化学和绿色化学研究。擅长运用计算化学和人工智能辅助设计方法,探索新型催化剂和环境友好型合成路径。在研究光驱动CO2还原制备高附加值化学品方面取得重要突破。研究成果发表于《Journal of the American Chemical Society》和《Angewandte Chemie》等顶级期刊。