中国有个科研团队搞定了一种灵活的生物电子设备,名字叫POCKET,给精准医疗提供了个新工具。这事前几天在顶级学术期刊《细胞》上发了,说明咱们国家在做那种能放进身体的生物电子设备方面取得了大突破。这个项目是北京航空航天大学的常凌乾教授和徐晔教授牵头的,联合北京大学第一医院、中国医学科学院肿瘤医院、香港城市大学、美国伊利诺伊大学这些地方的专家一块干的。 以前做植入式设备的时候,总感觉跟器官表面贴得不紧,大面积贴不平。这次他们把这个问题解决了,为以后做微创治疗打下了基础。现在很多病,特别是遗传性疾病或者早期癌变,医生治病时挺纠结的,怕弄不好伤了器官功能。比如说遗传性卵巢癌高危人群,医生一般建议把器官切掉预防癌变,可这么一来就没法生孩子了。以前那种基因疗法在卵巢这种脆弱的地方也不敢随便用。所以大家都在琢磨有没有什么办法能局部又精准地治。 研究团队把眼光放在了物理方法上,叫“电穿孔”。这个技术是用电场在细胞膜上戳个小孔,把药或者基因送进去。但人肚子里的器官表面不像平地那么平整,像卵巢表面坑坑洼洼的。以前那些硬邦邦或者简单柔软的设备贴上去不紧,电场分布不均匀,药送进去效果就不好。 针对这个问题,团队搞出了个新理论,叫“器官定制化剪纸共形理论”。灵感是从剪纸艺术里来的。他们建立了一套数学模型,能把剪纸的形状和器官的形状对应上。先给器官拍个三维照片,算出它的形状数据,然后用这个模型“智能”生成一种剪纸结构的设计方案。这种设计既能完全贴合器官表面的曲线,又能留出更多有效面积治病。他们把贴合率做到了超过95%,以前那是很难两全的。 POCKET设备有四层结构:最外面贴着身体的是纳米孔薄膜用来导电;中间是放药的水凝胶层;再往里是银纳米线电极用来控制电场分布;最底层是支撑的柔性基底。用飞秒激光把这些材料切成特定形状的贴片。试了一下发现,这东西贴在老鼠、兔子的卵巢、眼球、肾脏这些地方特别顺滑。 这个设备不光贴得牢,还能安全高效地送药。它能精准地在特定细胞层打开纳米孔道送基因进去,不会伤到深处的生殖细胞影响遗传基因库。这为在脆弱的器官上做安全治疗提供了可能。在动物实验里他们验证了治卵巢癌相关基因和修复肾脏损伤都挺管用。 跟以前吃口服药比起来,这种局部给药能更好地保护肾功能,还不用吃激素药导致骨质疏松和免疫力下降。这对糖尿病肾病这类慢性病的长期管理特别有优势。这是个多学科交叉的成果:融合了柔性电子、生物医学工程、微纳制造和临床医学。 国家自然科学基金杰出青年科学基金项目和科技部重点研发计划专项一直在支持这个研究。现在技术已经从实验室走出来准备产业化了。POCKET的诞生是中国科研人员为了人民健康坚持自主创新的一个标志性成果。它代表了一种“器随形变、药随器达”的精准医疗新模式。未来有望用到肝脏、心脏、肺部等重要脏器的治疗上,给应对慢性疾病和遗传病提供全新的“中国方案”。