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创新剪纸艺术赋能智能‘外衣’,精准治疗器官疾病

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创新剪纸艺术赋能智能‘外衣’,精准治疗器官疾病

北航团队研发的柔性可植入生物电子器件,灵感源自剪纸艺术。通过纳米电穿孔效应实现药物点对点高效递送,解决卵巢基因突变患者生育难题。实验显示该技术可恢复小鼠卵巢功能并产下健康后代,未来或应用于肝、心、肺等器官疾病治疗。

创新剪纸艺术赋能智能‘外衣’,精准治疗器官疾病

当中国传统剪纸艺术的智慧,遇上现代医学科学与工程,会碰出怎样的火花?

记者从北京航空航天大学获悉:北航联合北大第一医院、中国医学科学院肿瘤医院等机构,从剪纸艺术中获得灵感,研发出柔性可植入生物电子器件。该器件如同智能‘外衣’,可通过个性化定制完美贴合复杂器官表面,利用纳米电穿孔效应实现药物点对点高效递送。

相关成果1月27日发表于《细胞》期刊,是北航首篇该期刊论文。

配图

图为北航科研团队研发的智能‘外衣’实物。(北京航空航天大学供图)

研究源于临床难题:遗传性卵巢基因突变患者需切除双侧卵巢,导致永久不孕。现有基因治疗因风险被视作医学禁区。

团队转向物理方法——电穿孔,但传统器件无法紧密贴合卵巢等沟壑纵横的器官,导致药物递送效率低。

北航常凌乾教授团队联合徐晔教授团队,提出‘器官定制化剪纸共形理论’,建立剪纸结构参数与器官曲率的定量关系,实现95%以上覆盖率。

该器件四层结构:纳米孔阵列薄膜、水凝胶储药层、银纳米线电极层、柔性基底层,通过飞秒激光加工形成定制化剪纸拓扑。

实验显示,该技术可恢复小鼠卵巢功能、卵子质量及生育能力,产下健康后代。在肾移植实验中,持续递送抗炎药物,避免口服激素副作用。

未来或扩展至肝、心、肺等器官治疗,提供个性化微创医疗方案。‘纳米电穿孔’技术已实现产业化,首款产品应用于皮肤健康领域。