中國教育報-中國教育新聞網訊（通訊員 馮浩 記者 梁丹）內臟器官疾病的精準治療，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)：傳統(tǒng)的口服或者靜脈給藥方式效率有限，藥物在全身循環(huán)中容易"迷路"，難以精準到達病灶部位，并產生對其它器官損傷的風險。此外，大分子藥物很難穿過細胞膜天然屏障。

圍繞精準、安全、高效的靶向器官藥物遞送技術開發(fā)，近日，北京航空航天大學生物與醫(yī)學工程學院常凌乾團隊與合作者研發(fā)了一種柔性可植入式電子貼片（NanoFLUID），融合柔性電子、微納加工等前沿技術，具有無線控制、極致輕薄和易貼附特點，可以像創(chuàng)可貼一樣貼在生物體器官上，將藥物精準送達靶器官部位和細胞內部。相關成果于2025年4月30日發(fā)表于《自然》（Nature）雜志。

該生物電子芯片結構，基于常凌乾團隊標簽技術——納米電穿孔，通過結合柔性電子材料，形成5層微納結構電子貼片，中間層為藥倉，可直接附著在器官表面。其獨特的“納米孔-微通道-微電極”的3D結構，可實現(xiàn)低電壓下細胞膜安全穿孔，同時，巧妙利用納米孔道內形成的超高電場強度，對比傳統(tǒng)的電遞送方法，將藥物分子遞送速度提升了上萬倍。無源供電模塊保證了貼片在植入內臟器官后的實時可控打開細胞膜“通道”，將大分子或基因藥物分子以高于傳統(tǒng)遞送速度安全、快速高效送入目標細胞內。NanoFLUID還可以通過調控電參數(shù)，精準地以微米和微克為單位控制藥物進入器官的深度及劑量。

“初期納米電穿孔這個技術只能用在體外細胞上，而一個器件要想植入體內的話，它一定要具有輕、薄、能夠裝載藥物還能產生電場這幾個核心特征?！睆?/span>2017年就開始研究這一課題，“堅持”是常凌乾講述科研過程中提到的高頻詞。“從2022年投稿到2025年接收，又歷經兩年多的修稿，這項成果才得以發(fā)表?！背Ａ枨貞浧饋恚锌f千。器件加工難度極大，載藥倉既要小巧，又要能裝夠量藥物，還要和無源電場模塊完美連接。團隊嘗試了很多種方案，最終選擇在載藥倉里加入多個微柱，形成微流道，利用虹吸效應，讓藥物能快速裝進和排出。

目前，該技術已在北航實現(xiàn)轉化，應用在醫(yī)學美容、皮膚創(chuàng)傷修復等領域，孵化了基于納米電穿孔的無創(chuàng)Ultra-NEP透皮導入儀。面向未來，常凌乾透露，團隊正在研究可降解材料，以便貼片在使用后可自行降解。此外，團隊還致力于提高貼片與復雜器官表面的貼合度，以及開發(fā)無創(chuàng)植入方式，如利用微型機器人或微導管對貼片進行精準導航到目標位置。

“這項成果是一個非常典型的醫(yī)工交叉的成果，涉及細胞生物學、基因工程、電子、力學、微納加工和材料學等學科，體現(xiàn)了北航的現(xiàn)代生物醫(yī)學工程學科群逐漸地向多學科有機融合的發(fā)展趨勢。”常凌乾說。