
1月28日,北京航空航天大學常凌乾、徐曄、樊瑜波為聯合通訊作者在生醫類頂級期刊《Cell》發表了題為“An organ-conformal, kirigami-structured bioelectronic patch for precise intracellular delivery”的研究論文。北京航空航天大學作為第一完成單位。第一作者為北航生物與醫學工程學院卓百博士后、香港城市大學博士后王玉瓊,共同一作為北航機械工程及自動化學院博士生杜臘梅、北航生物與醫學工程學院博士生吳晗。
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論文鏈接: https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.12.021
團隊研發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,可實現完美貼合于復雜形狀的器官表面,并通過“納米電穿孔效應”,實現安全、高效、精準的全器官藥物遞送或基因轉染。
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POCKET器件采用四層功能化設計:與組織直接接觸的納米孔陣列薄膜、用于負載藥物的水凝膠儲藥層、負責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。這四層結構通過飛秒激光精密加工,被賦予定制化的剪紙拓撲,從而能夠在不同物種的多種器官表面——如卵巢、眼球、腎臟——實現高度共形、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細胞形成精準的空間并列。在施加低電場時,高阻抗的納米孔道產生顯著的電場聚焦效應,在細胞膜局部可逆、安全的打開細胞膜。同時,孔道內形成的高強度電場梯度會驅動強大的電泳力,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成高效率、高安全性的細胞內遞送——實現“納米電穿孔”效應。
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POCKET平臺技術為卵巢癌預防、器官損傷修復等疾病精準治療提供了新工具,通過融合柔性電子、微納加工、無線供能等技術,實現了植入式器件的精準操控與長效工作,可擴展至肝臟、心臟、肺部等多種內臟器官的疾病治療、再生修復和功能調控,為未來生物電子醫學的發展開辟了新范式。
編輯、審核:艾克旦
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