首都教育2026年1月28日（赵艳国）报道：

北航最新研究成果在顶级学术期刊《细胞》发表，为卵巢癌预防等疾病精准治疗提供新工具

1月28日，国际顶级学术期刊《细胞》（Cell）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、机械工程及自动化学院徐晔教授团队，携手在前沿交叉医学领域取得的最新进展。他们联合北京大学第一医院、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单位，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。

据悉，这是北航不同学院开展学科交叉合作在前沿交叉医学领域取得的一项突破性成果，也是北航以第一完成单位在《细胞》期刊上发表的首篇论文。该项成果第一作者为北航生物与医学工程学院“卓越百人博士后”、香港城市大学博士后王玉琼，共同第一作者为北航机械工程及自动化学院博士生杜腊梅、生物与医学工程学院博士生吴晗，通讯作者为北航教师常凌乾、徐晔、樊瑜波。

据介绍，该研究始于一个临床难题：对于遗传性卵巢基因突变（如BRCA1）的患者，临床指南一般会建议切除双侧卵巢和输卵管，以避免癌症发生，但这意味着永久丧失生育能力。然而，现有的基因治疗技术因存在整合入生殖细胞基因组、干扰人类基因库的潜在风险，在卵巢这类敏感器官上应用被视为禁区。对此，研究团队将目光转向物理方法——电穿孔。该方法在理论上可以通过精确控制递送深度，实现针对卵巢表面的体细胞的基因干预，从而避免生殖细胞污染。然而，卵巢表面崎岖不平、沟壑纵横，传统电穿孔器件无法实现“高共形贴合”于器官表面，导致药物递送可控性差、效率低，无法解决这类“禁区难题”。

面对这一核心问题，常凌乾团队与徐晔团队合作，从传统“剪纸”艺术中汲取灵感，创造性地提出了“器官定制化剪纸共形理论”。该理论首次建立了剪纸结构几何参数（如单元尺寸、铰链宽度）与器官曲率、材料属性之间的定量关系，为器官进行“三维扫描”，并“智能生成”最合身的外衣尺寸，从而指导设计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积的剪纸贴片，有效覆盖率＞95%，攻克了“高共形”与“高覆盖”不可兼得的难题。

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、安全地打开细胞膜。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。

临床试验表明，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。

据介绍，在国家自然科学基金杰青项目和科技部重点研发专项的持续支持下，常凌乾团队成功实现了“NEP纳米电穿孔”技术从实验室到产业的跨越。基于该核心技术孵化的高科技产业化公司已完成多轮融资。首款转化产品——“Ultra-NEP超透仪”已应用于皮肤健康等领域。

编辑：史越