IIIF观察（三十三）——从柔性瞬态电化学传感器及可降解电子药物 看医疗技术创新成果转化应用

从柔性瞬态电化学传感器及可降解电子药物

看医疗技术创新成果转化应用

2020年11月5日，清华大学材料学院副教授尹斓做客创新驱动茶座，分享了其课题组“柔性瞬态电化学传感器及可降解电子药物”的相关研究成果，清华大学材料学院副院长、清清中心主任李正操教授、清华大学生物医学工程系宫琴教授、国家纳米科学中心副研究员孟雪梅、首业资本合伙人梁爽、爱维纳科技有限公司董事长李中祥、中国中小商业企业协会专家咨询委张翼、中小企业合作发展促进中心冯岩等20余位嘉宾参加活动，围绕医疗技术成果转化及产业化应用展开热烈讨论。活动由IIIF执行主任、清清中心秘书长刘颖主持。

柔性瞬态电子器件由可降解电子功能性材料组成，可在水溶液中降解。相较由可降解的高分子材料等组成的传统器件，柔性瞬态电子器件不仅可提供力学支撑，同时具备电子性功能，从而实现体内医疗诊断，并避免二次手术。此外，它还可用于体外电子设备，减少电子垃圾，以及用于国防军事电子设备以防止泄密。

尹斓指出，少量的一氧化氮在生物体内有重要作用，它与心血管系统、神经递质以及免疫发炎反应密切相关。传统比色法测量一氧化氮的氧化产物，无法实时检测；而电化学传感器的硬质器件与人体不匹配，需进行二次手术取出。因此，尹斓团队研发了柔性瞬态一氧化氮探测器，可实现实时检测且具备良好的生物相容性。

尹斓团队研究的传感器由基底、电极和选择通过性膜三部分组成，基底由柔性可降解材料构成；30NM的纳米晶作为电极保证一定时间稳定的探测性能，并可随着基底降解散架分解而被细胞代谢；选择通过性膜具有选择性，保证传感器的稳定性。传感器检测原理为三电极法，电极加电压后一氧化氮发生氧化反应产生电流，通过检测电流测定一氧化氮含量。实验表明，该传感器具备较好的生物相容性、稳定性、降解性和良好的检测效果。电流与一氧化氮浓度有较大范围的线性区间且不容易受干扰。传感器在体外15周以后可在水溶液中完全降解，无明显毒性，植入体内无炎症反应和晶体积累，能在生物体内保持7天的稳定检测性能。

尹斓还介绍了团队在可降解电子药物应用于外周神经修复领域的最新研究成果。外周神经损伤传统的治疗方案是自体神经移植修补，需要牺牲自体神经并经多次手术才能完成修复。已有研究表明电刺激可以促进外周神经修复，但手术结束后难以进行进一步的持续电刺激。针对这一现象，尹斓团队设计了自供电的神经修复导管，导管由可降解电极和多层导管组成，通过可降解电池提供电刺激能源，可降解性则避免二次手术，并有利于神经修复。体外实验表明，自供电导管具有较好的生物相容性，且提高了神经细胞的活性；动物试验研究也表明，自供电的导管对大鼠神经细胞修复有明显的积极作用。未来该团队将进一步优化电池的电场和寿命以提升治疗效果，并随着研究的不断深入，将自驱动的电子药物延伸到其他疾病治疗领域。

讨论阶段，清华大学生物工程系宫琴教授认为：尹斓教授团队的研究非常前沿，如能顺利转化应用将对临床有关疾病的检测和治疗产生重要推动作用。她建议研究团队进行大量实验以获得兼容性、安全性、可降解性等方面可靠的实验证据，以便申请国家食品药品监督管理总局的认证，为临床应用提前做好准备。宫琴也结合自身在听觉检测、康复和认知设备研发转化方面的切身经历，分享了医疗技术应用转化的难点和痛点，她认为当前面临的最大问题是谁来帮助科学工作者将基础研究做成产品。她说由于不懂技术怎么落地，她们的研究工作将近一年的时间几乎停滞不前，没有人知道下一步该怎么走，博士生不停的在实验室里重复做试验，但是实验室样机与到国家有关部门报批的样机，以及产品样机都存在相当大的差距。包括与投资人的接触，由于双方知识背景、利益诉求、角色定位等存在显著差异，不太容易建立起相互理解、相互信任的沟通渠道和议事机制，也影响了产业化进程。宫琴认为：亟需建立能够将科研人员和市场链接起来的中间环节，通过专业的中间机构，市场的需求导向能够有效传递到实验室，实验室针对需求可以快速做出调整；在知识产权转化运营中，风险投资的促动等方面都需要专业平台提供专业化服务。

首业资本合伙人梁爽认为，生物医疗领域的技术创新要与医院建立起更加紧密的联系，在研发和应用的两端建立起常态化的沟通机制，以及利益共享的合作机制。同时她建议优质的技术和产品要寻求同行业领域里有影响力的上市公司或者专业投资人以获得最大程度的帮助。

文：刘 颖 李 博