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传统剪纸邂逅前沿医疗:北航团队研发“电子外衣” 精准攻克器官给药难题
来源:官方媒体 网络新闻 | 作者:亚洲经济报 | 发布时间 :2026-01-30 | 21 次浏览: | 分享到:
当中国传统剪纸艺术遇上尖端生物电子技术,会碰撞出怎样的火花?北京航空航天大学常凌乾教授与徐晔教授团队给出了答案。1月28日,国际顶级学术期刊《细胞》(Cell)在线发表了该团队联合国内外多家顶尖机构的最新研究成果:一款受剪纸艺术启发的柔性可植入生物电子器件——POCKET,为精准医疗带来了突破性解决方案。


这项创新成果的核心,在于巧妙解决了临床医学中一个令人棘手的难题。对于遗传性卵巢基因突变等疾病,传统的基因治疗手段因存在干扰人类基因库的潜在风险而被视为禁区,且现有器件难以与形状复杂、表面崎岖的器官(如卵巢、肾脏)实现完美贴合,导致药物递送效率低、精准性差。


针对这一痛点,研究团队另辟蹊径,将目光投向了物理方法——电穿孔,并从中国传统剪纸艺术中汲取灵感,创造性地提出了“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与器官曲率、材料属性之间的定量关系。简单来说,通过为特定器官进行“三维扫描”,就能“智能生成”最合身的器件尺寸,从而设计出既能完全共形贴合、又能最大限度保留功能面积的“电子外衣”,有效覆盖率超过95%。



这款名为POCKET的器件如同一个智能“口袋”,采用四层功能化设计,包括与组织直接接触的纳米孔阵列薄膜、负载药物的水凝胶储药层、负责电场分布的银纳米线电极层以及柔性基底层。通过飞秒激光精密加工,它能像创可贴一样,高度共形、大面积地贴合在不同物种的多种器官表面,如卵巢、眼球、肾脏等。



其核心机制“纳米电穿孔效应”更是实现了药物递送的“精准闪送”。在施加低电场时,器件底层的纳米孔道能产生显著的电场聚焦效应,在细胞膜上安全、可逆地打开通道。同时,孔道内形成的高强度电场梯度会驱动强大的电泳力,将药物或基因载荷的递送速度提升近千倍,从而在低工作电压下同步实现高效率、高安全性的细胞内递送,且能精准控制递送深度,有效规避了对生殖细胞的意外干预风险。



目前,该技术已在多种动物模型和离体人类组织上验证了其强大功能。它不仅为卵巢癌预防、器官损伤修复等疾病提供了全新的精准治疗工具,其平台化特性还可扩展至肝脏、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。


更令人振奋的是,这项前沿科技正加速走向实际应用。基于该核心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”已成功应用于皮肤健康等领域,展现出巨大的产业化潜力。传统艺术与前沿科技的跨界融合,正在解锁未来医疗的无限可能。


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