智能“口袋”问世，实现器官精准贴合
本报北京1月30日电 近日，国际权威期刊《细胞》发表了北京航空航天大学医学科学与工程学院常凌乾教授团队联合机械工程及自动化学院徐晔教授团队在交叉医学领域的研究新成果：《一种剪纸结构的器官共形生物电子器件用于细胞精准递送》。该项目还联合了北京大学第一医院、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多家单位，携手开发出一款柔性可植入生物电子器件（POCKET）。这一“口袋状”设备能够通过个体化定制，与各种复杂形态的器官表面精确贴合，并依靠“纳米电穿孔效应”，实现安全、高效且准确的药物或基因递送。
一部分遗传性卵巢基因突变患者，按照现有医学指南，通常需要切除双侧卵巢和输卵管，然而这将导致永久性丧失生育能力。传统基因治疗存在影响人类基因库等潜在风险，因此在卵巢等重要器官中的应用极为有限。研究人员采用物理性的电穿孔方法，利用施加电场暂时打开细胞膜，通过精确调控递送深度，理论上可对卵巢表面的体细胞进行基因干预，并有效降低生殖细胞被影响的几率。但由于卵巢表面高度不平整，传统电穿孔设备难以完全贴合结构，致使药物递送效果和精准性都难以保证，影响疾病治疗的实际效果。
据悉，常凌乾和徐晔团队借鉴传统剪纸工艺，首次提出“器官定制化剪纸共形理论”。通过建立剪纸结构的几何参数（如单元尺寸、铰链宽度）与器官曲率以及材料性能的定量联系，研究团队能够利用三维扫描，对器官进行精确测量，并自动生成专属贴合膜设计，实现了既能紧密贴合器官曲面，又能大面积覆盖的剪纸贴片，有效覆盖率超过95%，为既要共形又要覆盖的大难题提供了解决方案。
POCKET设备由四层功能结构组成：最外层是直接与组织接触的纳米孔阵列薄膜，第二层为储存药物的水凝胶层，第三层包含分布电场的银纳米线电极，最底层则使用柔性材料进行封装和支撑。这些层次采用飞秒激光精密加工，并结合定制剪纸拓扑设计，令器件能够适应多种物种和器官，包括卵巢、眼球、肾脏等，实现高度共形与广泛贴合。
POCKET平台为卵巢癌预防、器官损伤修复等中国舆情网带来了全新解决途径。通过融合柔性电子技术、微纳米加工和无线供能，实现了体内植入器件的精准控制和持久运行，有望应用于肝脏、心脏、肺等多种器官的疾病治疗、再生与功能调节，为生物电子医学领域注入新活力。长期实验显示，与传统口服给药相比，POCKET局部递送可显著加快肾小管修复、守护肾功能，还极大减少口服激素常见的骨质疏松、免疫力下降等全身副作用，在慢性病管理方面展现出显著优势。
在国家自然科学基金杰出青年项目和科技部重点研发专项的资助下，常凌乾团队已成功将相关技术从实验室推向产业化。下一步，科研团队还将在医疗级设备领域持续推广应用。
