北京航空航天大学常凌乾教授团队跟徐晔教授团队联手,还有北京大学第一医院、中国医学科学院肿瘤医院、香港城市大学、美国伊利诺伊大学这些单位一起搞研发,终于做出了一种特别的智能生物电子器件,叫做POCKET。这东西有个最大的本事,就是能紧紧贴合在各种器官的表面。最近这项成果发在了国际顶刊《细胞》上,引起了很多人的关注。 为什么说这是个大突破?因为精准医疗的难题之一,就是得把药物或基因材料安全又高效地送到目标细胞里去,还要少伤周围的健康组织。拿卵巢这种表面很复杂又敏感的器官来说,难度就更大了。比如有些女性有遗传性卵巢癌高风险的基因突变,现在要么切了卵巢丧失生育功能,要么用病毒载体治疗又有伦理争议。 大家都在想办法找一种物理性的递送平台。常凌乾他们想了个新招,用“电穿孔”技术来导入材料。不过这种技术要稳定用在凹凸不平的器官表面很不容易,以前的那些硬邦邦或者是平的器件都贴不紧,效果就差。 为了解决这个问题,他们灵机一动想到了中国古老的剪纸艺术。这就引出了他们提出的“器官定制化剪纸共形理论”。这个理论建立了一个数学模型,把剪纸结构的微观形状和器官的宏观曲线联系起来。有了这个模型,科研人员就能先把器官扫描一下,再通过算法设计出一种既能贴合又能保留功能面积的剪纸结构。 这种结构的覆盖率能达到95%以上。用这个理论做出来的POCKET器件是分层设计的:最外层是直接贴肉的纳米孔膜,中间是装药的水凝胶层,然后是电极层,还有柔性基层。 通过飞秒激光把这些功能层加工成定制的剪纸形状后,这器件就能像一件“智能衣服”一样紧紧裹住小鼠、兔子的卵巢、眼球还有肾脏这些器官了。这种高贴合度让电穿孔的效果能均匀稳定地作用在目标区域。 实验结果很有说服力。在卵巢模型里它能高效转染体细胞,既能干预遗传性卵巢癌风险又不用担心伤到生殖细胞。在急性肾损伤模型里它局部给药既修复了肾小管又没产生骨质疏松等全身性副作用。 更重要的是它的延展性很强,融合了柔性电子和微纳加工这些技术以后能长期工作并精准操控。研究团队说这技术可以用到肝脏、心脏、肺部这些内脏器官的治疗和修复上。 这项研究能成功离不开国家自然科学基金杰出青年科学基金项目还有科技部重点研发计划专项的长期支持。这不仅是基础研究的原创突破,也是实验室走向产业应用的关键一步。 未来如果能在医疗设备领域继续深化应用并转化成临床产品,“智能口袋”这个源自中国智慧的“宝贝”就有望成为普惠患者的精准医疗利器,为守护健康贡献重要的中国力量。