北京
中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 冯浩 记者 梁丹）内脏器官疾病的精准治疗，依赖于高效药物递送方法。然而，现有的药物递送范式面临两大挑战：传统的口服或者静脉给药方式效率有限，药物在全身循环中容易"迷路"，难以精准到达病灶部位，并产生对其它器官损伤的风险。此外，大分子药物很难穿过细胞膜天然屏障。
围绕精准、安全、高效的靶向器官药物递送技术开发，近日，北京航空航天大学生物与医学工程学院常凌乾团队与合作者研发了一种柔性可植入式电子贴片（NanoFLUID），融合柔性电子、微纳加工等前沿技术，具有无线控制、极致轻薄和易贴附特点，可以像创可贴一样贴在生物体器官上，将药物精准送达靶器官部位和细胞内部。相关成果于2025年4月30日发表于《自然》（Nature）杂志。
该生物电子芯片结构，基于常凌乾团队标签技术——纳米电穿孔，通过结合柔性电子材料，形成5层微纳结构电子贴片，中间层为药仓，可直接附着在器官表面。其独特的“纳米孔-微通道-微电极”的3D结构，可实现低电压下细胞膜安全穿孔，同时，巧妙利用纳米孔道内形成的超高电场强度，对比传统的电递送方法，将药物分子递送速度提升了上万倍。无源供电模块保证了贴片在植入内脏器官后的实时可控打开细胞膜“通道”，将大分子或基因药物分子以高于传统递送速度安全、快速高效送入目标细胞内。NanoFLUID还可以通过调控电参数，精准地以微米和微克为单位控制药物进入器官的深度及剂量。
“初期纳米电穿孔这个技术只能用在体外细胞上，而一个器件要想植入体内的话，它一定要具有轻、薄、能够装载药物还能产生电场这几个核心特征。”从2017年就开始研究这一课题，“坚持”是常凌乾讲述科研过程中提到的高频词。“从2022年投稿到2025年接收，又历经两年多的修稿，这项成果才得以发表。”常凌乾回忆起来，感慨万千。器件加工难度极大，载药仓既要小巧，又要能装够量药物，还要和无源电场模块完美连接。团队尝试了很多种方案，最终选择在载药仓里加入多个微柱，形成微流道，利用虹吸效应，让药物能快速装进和排出。
目前，该技术已在北航实现转化，应用在医学美容、皮肤创伤修复等领域，孵化了基于纳米电穿孔的无创Ultra-NEP透皮导入仪。面向未来，常凌乾透露，团队正在研究可降解材料，以便贴片在使用后可自行降解。此外，团队还致力于提高贴片与复杂器官表面的贴合度，以及开发无创植入方式，如利用微型机器人或微导管对贴片进行精准导航到目标位置。
“这项成果是一个非常典型的医工交叉的成果，涉及细胞生物学、基因工程、电子、力学、微纳加工和材料学等学科，体现了北航的现代生物医学工程学科群逐渐地向多学科有机融合的发展趋势。”常凌乾说。
作者：冯浩 梁丹
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