本文來源：北京航空航天大學(xué)

1月28日，國際頂級學(xué)術(shù)期刊Cell報(bào)道了北京航空航天大學(xué)醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院常凌乾教授團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合機(jī)械工程及自動化學(xué)院徐曄教授團(tuán)隊(duì)，在前沿交叉醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得的最新進(jìn)展：An organ-conformal, kirigami-structured bioelectronic patch for precise intracellular delivery。他們聯(lián)合北京大學(xué)第一醫(yī)院、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院、香港城市大學(xué)、美國伊利諾伊大學(xué)等單位，在該領(lǐng)域取得重大突破：團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一款柔性可植入生物電子器件（POCKET），如同一個智能“口袋”，通過個性化定制，可實(shí)現(xiàn)完美貼合于復(fù)雜形狀的器官表面，并通過“納米電穿孔效應(yīng)”，實(shí)現(xiàn)安全、高效、精準(zhǔn)的全器官藥物遞送或基因轉(zhuǎn)染。

北京航空航天大學(xué)作為第一完成單位，成果第一作者為北航生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院卓百博士后、香港城市大學(xué)博士后王玉瓊，共同一作為北航機(jī)械工程及自動化學(xué)院博士生杜臘梅、北航生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院博士生吳晗，通訊作者為北京航空航天大學(xué)教師常凌乾、徐曄、樊瑜波。這也是北航作為第一完成單位在Cell期刊上發(fā)表的首篇論文。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.12.021

POCKET器件采用四層功能化設(shè)計(jì)：與組織直接接觸的納米孔陣列薄膜、用于負(fù)載藥物的水凝膠儲藥層、負(fù)責(zé)電場分布的銀納米線電極層，以及起封裝支撐作用的柔性基底層。這四層結(jié)構(gòu)通過飛秒激光精密加工，被賦予定制化的剪紙拓?fù)洌瑥亩軌蛟诓煌锓N的多種器官表面——如卵巢、眼球、腎臟——實(shí)現(xiàn)高度共形、大面積的貼合。

這種“電子外衣”般的緊密貼合，使得器件底層的納米孔與目標(biāo)細(xì)胞形成精準(zhǔn)的空間并列。在施加低電場時，高阻抗的納米孔道產(chǎn)生顯著的電場聚焦效應(yīng)，在細(xì)胞膜局部可逆、安全的打開細(xì)胞膜。同時，孔道內(nèi)形成的高強(qiáng)度電場梯度會驅(qū)動強(qiáng)大的電泳力，將藥物或基因載荷的遞送速度提升近千倍，從而在低工作電壓下同步達(dá)成高效率、高安全性的細(xì)胞內(nèi)遞送——實(shí)現(xiàn)“納米電穿孔”效應(yīng)。

POCKET平臺技術(shù)為卵巢癌預(yù)防、器官損傷修復(fù)等疾病精準(zhǔn)治療提供了新工具，通過融合柔性電子、微納加工、無線供能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了植入式器件的精準(zhǔn)操控與長效工作，可擴(kuò)展至肝臟、心臟、肺部等多種內(nèi)臟器官的疾病治療、再生修復(fù)和功能調(diào)控，為未來生物電子醫(yī)學(xué)的發(fā)展開辟了新范式。

在國家自然科學(xué)基金杰青項(xiàng)目和科技部重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)的持續(xù)支持下，常凌乾團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了“NEP納米電穿孔”技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)的跨越?；谠摵诵募夹g(shù)孵化的高科技產(chǎn)業(yè)化公司已完成多輪融資。首款轉(zhuǎn)化產(chǎn)品——“Ultra-NEP超透儀”已應(yīng)用于皮膚健康等領(lǐng)域。未來，團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步拓展其在醫(yī)療級設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用。

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