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1月28日,北京航空航天大学常凌乾、徐晔、樊瑜波为联合通讯作者在生医类顶级期刊《Cell》发表了题为“An organ-conformal, kirigami-structured bioelectronic patch for precise intracellular delivery”的研究论文。北京航空航天大学作为第一完成单位。第一作者为北航生物与医学工程学院卓百博士后、香港城市大学博士后王玉琼,共同一作为北航机械工程及自动化学院博士生杜腊梅、北航生物与医学工程学院博士生吴晗。

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论文链接: https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.12.021

团队研发出一款柔性可植入生物电子器件(POCKET),如同一个智能“口袋”,通过个性化定制,可实现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。

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POCKET器件采用四层功能化设计:与组织直接接触的纳米孔阵列薄膜、用于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,以及起封装支撑作用的柔性基底层。这四层结构通过飞秒激光精密加工,被赋予定制化的剪纸拓扑,从而能够在不同物种的多种器官表面——如卵巢、眼球、肾脏——实现高度共形、大面积的贴合。

这种“电子外衣”般的紧密贴合,使得器件底层的纳米孔与目标细胞形成精准的空间并列。在施加低电场时,高阻抗的纳米孔道产生显著的电场聚焦效应,在细胞膜局部可逆、安全的打开细胞膜。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达成高效率、高安全性的细胞内递送——实现“纳米电穿孔”效应

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POCKET平台技术为卵巢癌预防、器官损伤修复等疾病精准治疗提供了新工具,通过融合柔性电子、微纳加工、无线供能等技术,实现了植入式器件的精准操控与长效工作,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。

编辑、审核:艾克旦

版权声明:本文由“TOP大学来了”综合自“北京航空航天大学”,文章转摘只为学术传播,如涉及侵权问题,请联系我们,我们将及时修改或删除。