科技日報(bào)北京1月28日電 （記者操秀英）28日，記者從北京航空航天大學(xué)獲悉，該校醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院常凌乾教授團(tuán)隊(duì)、機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院徐曄教授團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合北京大學(xué)第一醫(yī)院、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院、香港城市大學(xué)、美國伊利諾伊大學(xué)等單位，研發(fā)出一款柔性可植入生物電子器件POCKET。該器件可個(gè)性化定制，完美貼合于復(fù)雜形狀的器官表面，并通過納米電穿孔效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)安全、高效、精準(zhǔn)的全器官藥物遞送或基因轉(zhuǎn)染。相關(guān)成果發(fā)表于國際期刊《細(xì)胞》。
據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，這項(xiàng)工作始于一個(gè)令醫(yī)生深感無力的臨床問題：對(duì)于遺傳性卵巢基因突變的患者，臨床指南一般建議切除雙側(cè)卵巢和輸卵管，但這意味著永久喪失生育能力。現(xiàn)有的基因治療技術(shù)如病毒載體等，因存在整合入生殖細(xì)胞基因組、干擾人類基因庫的潛在風(fēng)險(xiǎn)，難以應(yīng)用于卵巢這類敏感器官上。
針對(duì)該問題，研究團(tuán)隊(duì)將目光轉(zhuǎn)向物理方法電穿孔，即將電場施加在細(xì)胞膜上，瞬時(shí)打開細(xì)胞膜。但卵巢表面崎嶇不平、溝壑縱橫，傳統(tǒng)電穿孔器件無法“高共形貼合”于器官表面，導(dǎo)致藥物遞送可控性差、效率低。團(tuán)隊(duì)從傳統(tǒng)剪紙藝術(shù)中汲取靈感，創(chuàng)造性地提出“器官定制化剪紙共形理論”。該理論首次建立了剪紙結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)（如單元尺寸、鉸鏈寬度）與器官曲率、材料屬性之間的定量關(guān)系，為器官進(jìn)行三維掃描，并智能生成最合身的尺寸，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)出在特定曲率器官上既能完全共形又最大限度保留功能面積的剪紙貼片。POCKET的4層功能化設(shè)計(jì)能夠在不同物種的多種器官表面實(shí)現(xiàn)“電子外衣”般高度共形、大面積貼合。
研究團(tuán)隊(duì)表示，他們已在多種動(dòng)物模型和離體人類組織上驗(yàn)證了POCKET的強(qiáng)大功能。POCKET平臺(tái)為卵巢癌預(yù)防、器官損傷修復(fù)等疾病的精準(zhǔn)治療提供了新工具，且可擴(kuò)展至肝臟、心臟、肺部等多種內(nèi)臟器官的疾病治療、再生修復(fù)和功能調(diào)控，為未來生物電子醫(yī)學(xué)的發(fā)展開辟了新范式。
據(jù)悉，基于該技術(shù)孵化的高科技產(chǎn)業(yè)化公司已完成多輪融資。首款轉(zhuǎn)化產(chǎn)品——“Ultra-NEP超透儀”已應(yīng)用于皮膚健康等領(lǐng)域。未來，團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步拓展其在醫(yī)療級(jí)設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用。
