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靈感來源於傳統“剪紙”藝術——

我國科學家為器官損傷修復提供新工具

2026年01月29日11:15 | 來源:人民網-教育頻道222
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人民網北京1月29日電 記者從北京航空航天大學獲悉,近日,該校科研團隊聯合多個單位研發出一款柔性可植入生物電子器件(POCKET)。該器件如同一個智能“口袋”,通過個性化定制,可實現完美貼合於復雜形狀的器官表面,並通過“納米電穿孔效應”,實現安全、高效、精准的全器官藥物遞送或基因轉染。

這一研究成果由北航醫學科學與工程學院教授常凌乾團隊、機械工程及自動化學院教授徐曄團隊,聯合北京大學第一醫院、中國醫學科學院腫瘤醫院、香港城市大學等單位共同完成,並於28日發表於《細胞》雜志。

基於剪紙結構的共形理論示意圖。北航供圖

基於剪紙結構的共形理論示意圖。北航供圖

據介紹,該項科研工作始於一個令醫生深感無力的臨床問題:對於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,以避免癌症發生,但這意味著永久喪失生育能力。

研究團隊從傳統“剪紙”藝術中汲取靈感,創造性地提出了“器官定制化剪紙共形理論”,首次建立了剪紙結構幾何參數(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”,並“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,有效覆蓋率大於95%,攻克了“高共形”與“高覆蓋”不可兼得的難題。

記者了解到,該團隊已在多種動物模型和離體人類組織上驗証了智能貼片的功能和有效性。常凌乾表示,這一成果通過融合柔性電子、微納加工、無線供能等技術,為器官損傷修復等疾病的精准治療提供了新工具。該技術方案可擴展至肝臟、心臟、肺部等多種內臟器官的疾病治療、再生修復和功能調控,為未來生物電子醫學的發展開辟了新范式。

在國家自然科學基金杰青項目和科技部重點研發專項的支持下,目前,研究團隊已把科研成果送上了生產線——首款轉化產品已應用於皮膚健康等領域。常凌乾說,未來,團隊將進一步拓展其在醫療級設備領域的應用,爭取在糖尿病、眼底疾病、類風濕等治療中,為更多患者提供個性化、微創化的醫療解決方案。(李依環、實習生閻睿)

(責編:郝孟佳、熊旭)

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