内脏器官疾病的精准治疗，依赖于高效药物递送方法。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），可以像创可贴一样贴在生物体器官上，将药物分子精准送达靶器官部位和细胞内部，递送速度较传统方式提升上万倍。相关成果已于2025年4月30日发表在国际顶级期刊《自然》（Nature）上。
“按照常规的给药方式，相当于吃100块钱的药，可能只有1块钱的药能真正到达病灶区域进行有效治疗，99块钱的药物成分都在循环过程中被无效代谢掉了。”北京航空航天大学生物与医学工程学院教授常凌乾解释说，现有的药物递送范式面临着药物难以精准到达病灶、存在损伤其它器官的风险、大分子药物很难穿过细胞膜天然屏障等挑战。因此，开发精准、安全、高效的靶向器官药物递送技术，是提高临床治疗效果的核心要务。
为解决这一问题，常凌乾团队联合北京大学、香港城市大学、美国伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校、西北工业大学等研究者，研发出了NanoFLUID。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，使药物分子递送速度较传统的电递送方法提升了上万倍。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。”常凌乾坦言，NanoFLUID的灵感一方面来源于纳米电穿孔这一课题组的标签式技术，另一方面则来源于和柔性电子领域专家的交流，在学术交流中，科研团队逐渐找到了如何将纳米电穿孔加载在微型器件上面的方法。
据了解，NanoFLUID代表了一项具有范式革新意义的生物电子学突破，为内脏器官靶向治疗开辟了新途径。该技术目前已在北航实现转化，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，实现高效药物递送。
常凌乾团队目前正在研究可降解材料，以便贴片在使用后可自行降解。该团队还致力于提高贴片与复杂器官表面的贴合度，同时开发无创植入方式，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。
（采写：赵艳国；北京航空航天大学供图；编辑：张娜；审核：郝彬；核发：冉阳）
来源：北京号
作者：现代教育报
