突破给药难题！常凌乾/徐晔/余存江/樊瑜波/于欣格等Cell发文：开发柔性生物电子贴片实现药物的精准细胞内递送，动物实验疗效卓越

近日，北京航空航天大学常凌乾/徐晔/樊瑜波、美国伊利诺伊大学余存江、香港城市大学于欣格团队等联合多家单位在国际知名期刊《Cell》发表一项重磅研究：成功研制出一种名为POCKET的柔性可植入生物电子贴片，该器件能像“创可贴”一样完美贴合于肾脏、卵巢等形状不规则的器官表面，实现药物的精准细胞内递送。

图形摘要

研究背景：临床痛点催生技术突破

基于剪纸结构的共形理论

研究团队从临床需求中发现了亟待解决的问题。对于遗传性卵巢基因突变患者，目前的临床指南往往建议切除双侧卵巢和输卵管以预防癌症，但这意味着永久丧失生育能力。现有基因治疗技术如病毒载体存在整合入生殖细胞基因组的风险，难以应用于卵巢这类敏感器官。而传统电穿孔器件又无法贴合崎岖不平的器官表面，导致药物递送效率低下。

面对这一挑战，研究团队从中国传统“剪纸”艺术中汲取灵感，创造性地提出了 “器官定制化剪纸共形理论”。该理论首次建立了剪纸结构几何参数与器官曲率、材料属性之间的定量关系，通过为器官进行“三维扫描”，智能生成最合身的“外衣”尺寸。

基于这一理论设计的POCKET器件实现了超过95%的有效覆盖率，攻克了“高共形”与“高覆盖”不可兼得的难题。

技术突破：四层结构实现精准递送

定制化POCKET器件

POCKET器件采用四层功能化设计：

• 与组织直接接触的纳米孔阵列薄膜

• 用于负载药物的水凝胶储药层

• 负责电场分布的银纳米线电极层

• 起封装支撑作用的柔性基底层

这四层结构通过飞秒激光精密加工，被赋予定制化的剪纸拓扑，能够在卵巢、眼球、肾脏等多种器官表面实现高度共形贴合。在低电压作用下，纳米孔道产生电场聚焦效应，安全可逆地打开细胞膜，同时驱动强大电泳力，将药物递送速度提升近千倍。

效果验证：动物实验验证疗效卓越

POCKET实现卵巢的精准基因治疗

在模拟人BRCA1突变的小鼠模型中，POCKET成功将功能性BRCA1基因精准递送至全卵巢表面体细胞，显著降低DNA损伤与癌症发生风险，且确保不进入生殖细胞。

治疗后，卵巢的激素分泌功能、卵子质量及生育能力均得到恢复，产生的后代健康。这为携带致癌基因突变的女性提供了无需切除卵巢即可防癌并保留生育力的全新方案。

在肾脏缺血再灌注损伤模型中，负载抗炎药地塞米松的POCKET植入肾脏表面，实现药物持续局部递送。与口服给药相比，POCKET局部递送在促进肾小管修复的同时，几乎完全避免了口服激素引发的全身性副作用。

POCKET实现时间可控的肾脏长期给药

研究意义与未来展望

POCKET平台技术为卵巢癌预防、器官损伤修复等疾病精准治疗提供了新工具，通过融合柔性电子、微纳加工、无线供能等技术，实现了植入式器件的精准操控与长效工作，可扩展至肝脏、心脏、肺部等多种内脏器官的疾病治疗、再生修复和功能调控。

这项突破不仅实现了基因药物在敏感器官上的安全递送，避免了传统基因治疗可能带来的基因组干扰风险，更开创了器官水平精准治疗的全新范式。

原文链接：

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)01434-5（转化医学网360zhyx.com）

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