北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院常凌乾團(tuán)隊(duì)聯(lián)合北京大學(xué)、香港城市大學(xué)等高校的研究者,研發(fā)了一種柔性可植入式電子貼片(NanoFLUID),融合了柔性電子、微納加工等前沿技術(shù),具有無線控制、極致輕薄和易貼附特點(diǎn),可以像創(chuàng)可貼一樣貼在生物體器官上,將藥物精準(zhǔn)送達(dá)靶器官部位和細(xì)胞內(nèi)部。相關(guān)成果于2025年4月30日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》。
內(nèi)臟器官疾病的精準(zhǔn)治療,依賴于高效藥物遞送方法。然而,現(xiàn)有的藥物遞送范式面臨兩大挑戰(zhàn):首先,傳統(tǒng)的口服或者靜脈給藥方式中,藥物在全身循環(huán)中容易“迷路”,難以精準(zhǔn)到達(dá)病灶部位,還可能損傷其他健康器官;其次,大分子藥物,如基因藥物,很難穿過細(xì)胞膜天然屏障。
為解決上述問題,研究團(tuán)隊(duì)融合柔性電子與微納加工技術(shù)打造出這款5層微納結(jié)構(gòu)電子貼片,中間層為藥倉,可直接附著在器官表面。其獨(dú)特的“納米孔—微通道—微電極”的三維結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)低電壓下細(xì)胞膜安全穿孔,同時(shí)巧妙利用納米孔道內(nèi)形成的超高電場(chǎng)強(qiáng)度,將藥物分子遞送速度提升了上萬倍,還可以通過調(diào)控電參數(shù),精準(zhǔn)地以微米和微克為單位控制藥物進(jìn)入器官的深度及劑量。
研究團(tuán)隊(duì)在急性創(chuàng)傷性肝損傷小鼠身上驗(yàn)證了貼片在肝臟創(chuàng)傷治療中的療效。與傳統(tǒng)縫合、電灼或水凝膠止血方法相比,貼片治療組實(shí)現(xiàn)創(chuàng)口即時(shí)止血,7天存活率100%,而對(duì)照的傳統(tǒng)治療組死亡率40%。
常凌乾介紹,這項(xiàng)成果為內(nèi)臟器官靶向治療開辟了新途徑:首先,無源無線設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)深部器官的精準(zhǔn)干預(yù);其次,突破傳統(tǒng)給藥方式的細(xì)胞膜屏障限制,顯著提升藥物遞送的時(shí)效性;此外,該平臺(tái)技術(shù)具有極強(qiáng)的拓展性,既能針對(duì)癌癥、創(chuàng)傷等重大疾病開發(fā)新型治療方案,又可作為研究工具推動(dòng)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)。(記者 劉博超)
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