靶向器官藥物精準遞送，北京航空航天大學研究團隊出新成果

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，現有的藥物遞送范式面臨兩大挑戰：傳統的口服或者靜脈給藥方式效率有限，藥物在全身循環中容易"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，近日，北京航空航天大學生物與醫學工程學院常凌乾團隊與合作者研發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，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。”從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，這項成果才得以發表。”常凌乾回憶起來，感慨萬千。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轉化，應用在醫學美容、皮膚創傷修復等領域，孵化了基于納米電穿孔的無創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，以及開發無創植入方式，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，體現了北航的現代生物醫學工程學科群逐漸地向多學科有機融合的發展趨勢。”常凌乾說。