1、新型生物活性材料设计制备

2、生物材料对细胞的调控及其机制（包括干细胞、免疫细胞、组织特异性细胞）

3、生物材料的诱导组织/器官再生和抗组织/器官衰老效应及机制（包括骨、软骨、皮肤、血管、心肌、神经、脂肪等）

1、生物医用水凝胶及其应用；

2、 医疗器械表面功能性凝胶涂层；

3、 智能可穿戴器件及其医疗应用

细胞与基因治疗课题组通过以下工作，开发修复组织器官、治疗膝关节炎、缺血性脑卒中等疾病的细胞与基因治疗药物。

1、用于基因递送、细胞扩增和组织修复的材料的开发

2、基因载体的设计与制备(质粒，病毒和纳米颗粒)

3、细胞的基因递送与基因编辑

4、规模化的生物药制备工艺开发

5、使用动物模型的临床前研究

1、新型3D纳米纤维支架构建及其在组织创伤修复中的应用

成像在生命科学研究与临床诊疗中重要性日益显著，针对不同的成像客体与成像条件，对成像新方法具有巨大需求。课题组以应用为导向，研究与发展成像新方法。课题组并重的新方法产业化研发。课题组研究方法包括高空间分辨成像、高时间分辨成像、活体深度成像、高通量高内涵成像、量子成像等方向，涉及物理、光学、生命科学、机械、自动化控制、算法等多领域的综合性研发。

1、细胞来源生物材料的制备及免疫细胞调控、组织再生及肿瘤抑制研究

2、微纳米结构表界面材料清除循环血液中病原菌及病毒的研究工作

3、口服益生菌衍生凝胶防治脂肪肝的应用

4、自体细胞/组织来源凝胶支架在医美领域的应用

1、生物立方膜的形成机理、三维结构及其光学、抗氧化等功能

2、生物立方膜的在基因、蛋白质与药物包载中的应用

3、立方膜衍生脂质缩醛磷脂的合成、生理作用以及应用

4、阿尔茨海默症在内神经退行性疾病的发病机理及其防治研究

1、活性可控自由基聚合技术（RAFT）的研究

2、功能高分子材料的合成及生物方面的应用研究

3、眼科用生物材料的应用研究（人工晶状体和植入型隐形眼镜）

4、高分子生物材料在治疗肿瘤方面的应用研究

5、纳米碳素材料在治疗肿瘤方面的应用研究

6、功能高分子材料的合成及在电池领域的应用研究

7、纳米材料的合成及在电池领域的应用研究

8、智能水凝胶的合成及应用

1、超分子胶体马达的化学合成

2、可注入医用游动纳米机器人

1、异种生物材料：利用基因敲除猪和3D打印技术研发异种骨/软骨修复材料

2、生物界面：利用各种技术对生物材料进行表面改性，观察细胞和材料的相互作用。主要研究细胞微环境的物理特性对细胞生长的影响，比如干细胞分化、细胞老化等

3、纳米药物：构建靶向纳米药物递送体系，用于治疗肿瘤的相关研究

1、三相不互溶液体材料的研发与应用

2、通过软凝聚态物理方式研究细胞内的“相分离”机制

3、微纳米光学器件和光谱学与软物质领域的深入结合

1、蛋白激酶通过调控炎症反应介导糖尿病并发症的机制研究和靶点确证；

2、泛素化调节蛋白调控炎症反应介导代谢性疾病的机制研究和靶点确证；

3、设计与寻找新型抗炎小分子并阐明其抗炎机制和靶点研究

4、抗炎分子防治代谢性疾病的药理药效，发展新的干预策略和候选新药研究

1、集群自组织科学；

2、机器人集群与活性物质；

3、自适应型集群系统；

4、微型集群机器人与医疗应用

1、智能响应型高分子聚合物的设计、合成与表征；纳米组装体制备、分离、多功能化

2、用于克服细菌及癌症耐药性的智能高分子聚合物纳米体系

3、天然生物材料及其在细菌感染和癌症免疫治疗中的应用

1、微流控技术在生物医学方面的应用

2、定量生物学

3、生物物理

1、Soft matter physics in applications

2、Modeling and simulation

1、Simulation for softmatter systems

2、Suspension rheology

3、Biomechanics

4、active matter

5、non-Newtonian fluid mechanics

1、智能化纳米材料递送基因药物

2、多种药物自组装的自我递送

3、肿瘤微环境响应的多级靶向递送体系

4、联合药物递送

1、多功能医用高分子材料；

2、材料表面改性；

3、基因载体与药物缓释；

4、创面止血与修复材料

1、高度近视筛查、遗传诊断和干预

2、眼底图片智能分类算法开发

3、液体活检分子标志物挖掘

4、癌症表观遗传机制解析等

1、生物质功能材料（天然高分子纳米材料、天然生物质的高值化应用）

2、水溶性高分子材料

1、纳米仿生生物传感的应用研究

2、光电生物传感器和生物成像开发

3、智能手机生物传感器

4、可穿戴医疗诊断器件开发

1、mRNA疫苗研制及药物开发

2、新的疫苗纳米材料研制

3、CRISPR基因编辑精准调控

4、感染性疾病及炎症反应的分子机制

1、通过生物学、物理学、纳米材料学、微纳加工等多学科交叉，针对循环肿瘤细胞、胞外囊泡和肿瘤来源循环核酸等生物标志物，开发具有临床应用价值的普惠型、低成本、高精度、新型的癌症诊疗平台。

2、以肿瘤免疫学物理学和放射医学为基础，结合类器官、自动化微纳设计加工等技术，构建新型癌症治疗策略和患者个性化药物快速筛选系统

1、开发生物活性分子的细胞内和体内递送体系

2、药物载体的物理化学性质在递送过程中的影响

3、干细胞的分化控制及多功能植入体涂层的开发

交叉学科研究。关键词：分子组装结构与功能；纳米生物技术；纳米气泡；纳米水膜；微接触印刷术(μCP)；结合水；结构水；生命冻存技术；蛋白质积聚；淀粉样纤维化；水凝胶、气凝胶、气溶胶；模版辅助自组装；原子力显微镜原位液相成像；单分子检测与操纵；表面等离子共振（SPR）；DNA/多肽折纸术（Origami）；发光量子点（Qdot）；超灵敏检测技术；侧向层析检测试纸；纳米传感器；光学传感；能量共振转移（FRET）；共振强耦合（VSC）；两性高分子聚合物；Janus纳米结构；光热治疗；抗菌/癌/氧化/衰老技术；腔电动力学（cQED）；限域超流；生物磁学；量子生物学；脑科学；生命能量与信息学；频率医学。

1、核酸杂化材料的新型制备方法

2、核酸材料的功能性设计

3、基于核酸的非平衡态自组装体系

4、重组蛋白的制备及其在生物医学领域的应用

1、仿生自组装法构建功能纳米复合生物材料

2、超分子自组装体系在组织修复方面的应用

3、与临床医生合作、开发面向医疗健康领域的柔性传感材料

1、生物标志物发现、生物分析与检测方法的开发

2、液态活检、癌症早筛与精准治疗研发

3、基因治疗载体研究与应用