灵感来自传统剪纸 完美贴合复杂器官

  “电子外衣”实现药物精准递送

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  28日，记者从北京航空航天大学获悉，该校医学科学与工程学院常凌乾教授团队、机械工程及自动化学院徐晔教授团队，联合北京大学第一医院、中国医学科学院肿瘤医院、香港城市大学、美国伊利诺伊大学等单位，研发出一款柔性可植入生物电子器件POCKET。该器件可个性化定制，完美贴合于复杂形状的器官表面，并通过纳米电穿孔效应，实现安全、高效、精准的全器官药物递送或基因转染。相关成果发表于国际期刊《细胞》。

  据研究团队介绍，这项工作始于一个令医生深感无力的临床问题：对于遗传性卵巢基因突变的患者，临床指南一般建议切除双侧卵巢和输卵管，但这意味着永久丧失生育能力。现有的基因治疗技术如病毒载体等，因存在整合入生殖细胞基因组、干扰人类基因库的潜在风险，难以应用于卵巢这类敏感器官上。

  针对该问题，研究团队将目光转向物理方法电穿孔，即将电场施加在细胞膜上，瞬时打开细胞膜。但卵巢表面崎岖不平、沟壑纵横，传统电穿孔器件无法“高共形贴合”于器官表面，导致药物递送可控性差、效率低。团队从传统剪纸艺术中汲取灵感，创造性地提出“器官定制化剪纸共形理论”。该理论首次建立了剪纸结构几何参数（如单元尺寸、铰链宽度）与器官曲率、材料属性之间的定量关系，为器官进行三维扫描，并智能生成最合身的尺寸，从而指导设计出在特定曲率器官上既能完全共形又最大限度保留功能面积的剪纸贴片。POCKET的4层功能化设计能够在不同物种的多种器官表面实现“电子外衣”般高度共形、大面积贴合。

  研究团队表示，他们已在多种动物模型和离体人类组织上验证了POCKET的强大功能。POCKET平台为卵巢癌预防、器官损伤修复等疾病的精准治疗提供了新工具，且可扩展至肝脏、心脏、肺部等多种内脏器官的疾病治疗、再生修复和功能调控，为未来生物电子医学的发展开辟了新范式。

  据悉，基于该技术孵化的高科技产业化公司已完成多轮融资。首款转化产品——“Ultra-NEP超透仪”已应用于皮肤健康等领域。未来，团队将进一步拓展其在医疗级设备领域的应用。（记者操秀英）