中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 梁丹）1月28日，國際頂級學術期刊Cell報道了北京航空航天大學醫(yī)學科學與工程學院常凌乾教授團隊，聯(lián)合機械工程及自動化學院徐曄教授團隊，在前沿交叉醫(yī)學領域取得的最新進展。他們聯(lián)合北京大學第一醫(yī)院、中國醫(yī)學科學院腫瘤醫(yī)院、香港城市大學、美國伊利諾伊大學等單位，研發(fā)出一款柔性可植入生物電子器件（POCKET），如同一個智能“口袋”，通過個性化定制，可實現(xiàn)完美貼合于復雜形狀的器官表面，并通過“納米電穿孔效應”，實現(xiàn)安全、高效、精準的全器官藥物遞送或基因轉染。

該項研究始于一個令醫(yī)生深感無力的臨床問題：對于遺傳性卵巢基因突變（如BRCA1）的患者，臨床指南一般建議切除雙側卵巢和輸卵管，以避免癌癥發(fā)生，但這意味著永久喪失生育能力?！搬t(yī)生，就真的沒有別的辦法了嗎？”患者經(jīng)常含淚追問。然而，現(xiàn)有的基因治療技術，如病毒載體，因存在整合入生殖細胞基因組、干擾人類基因庫的潛在風險，在卵巢這類敏感器官上應用被視為禁區(qū)。

針對該問題，研究團隊將目光轉向物理方法——電穿孔，即施加電場在細胞膜上，瞬時打開細胞膜，理論上可以通過精確控制遞送深度，實現(xiàn)針對卵巢表面的體細胞的基因干預，從而避免生殖細胞污染。然而，卵巢表面崎嶇不平，溝壑縱橫，傳統(tǒng)電穿孔器件無法實現(xiàn)“高共形貼合”于器官表面，導致藥物遞送可控性差、效率低，無法從根本上精準治療，解決這類“禁區(qū)難題”。

面對這一核心問題，常凌乾團隊與徐曄團隊合作，從傳統(tǒng)“剪紙”藝術中汲取靈感，創(chuàng)造性地提出了“器官定制化剪紙共形理論”。該理論首次建立了剪紙結構幾何參數(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系，為器官進行“三維掃描”，并“智能生成”最合身的外衣尺寸，從而指導設計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，有效覆蓋率>95%，攻克了“高共形”與“高覆蓋”不可兼得的難題。

POCKET平臺技術為卵巢癌預防、器官損傷修復等疾病精準治療提供了新工具，通過融合柔性電子、微納加工、無線供能等技術，實現(xiàn)了植入式器件的精準操控與長效工作，可擴展至肝臟、心臟、肺部等多種內(nèi)臟器官的疾病治療、再生修復和功能調(diào)控，為未來生物電子醫(yī)學的發(fā)展開辟了新范式。在國家自然科學基金杰青項目和科技部重點研發(fā)專項的持續(xù)支持下，常凌乾團隊成功實現(xiàn)了“NEP納米電穿孔”技術從實驗室到產(chǎn)業(yè)的跨越?；谠摵诵募夹g孵化的高科技產(chǎn)業(yè)化公司已完成多輪融資。首款轉化產(chǎn)品——“Ultra-NEP超透儀”已應用于皮膚健康等領域。未來，團隊將進一步拓展其在醫(yī)療級設備領域的應用。

定制化POCKET器件。學校供圖