12 月 9 日，国际权威期刊《自然・通讯》（Nature Communications）在线发表了一篇题为 “Periodic asymmetric field enhances electrofusion of nanoscale lipid systems”（周期性不对称场增强纳米脂质系统电融合）的重要研究成果。该研究由浙江大学、华中科技大学等单位联合完成，浙江大学吴宏辉博士后、刘文哲博士后、华中科技大学2023级博士生吴萱雨为共同第一作者，浙江大学高建青教授、张添源研究员、南科望研究员以及华中科技大学智能制造装备与技术国家重点实验室厉侃教授为通讯作者。该项目受到了国家自然科学基金区域创新联合基金重点项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金青年基金等项目的资助。

电融合技术作为一种在生物系统中诱导膜融合的成熟方法，凭借快速的融合动力学、对化学试剂依赖少等优势，在混合脂质结构构建、治疗性递送等领域具有广泛应用前景。然而，传统电融合技术应用于脂质纳米颗粒（LNPs）等先进纳米药物载体时，面临着介电响应弱、颗粒动力学难以控制、膜损伤不可逆等诸多挑战，严重限制了其在纳米尺度脂质系统中的融合效率和应用效果。

周期性非对称场增强脂质纳米颗粒系统的纳米级电融合

为解决这一关键问题，研究团队创新性地提出了周期性不对称场（PAF）策略，通过将微流控流场与周期性电场相结合，构建了一种协同作用的混合场环境，实现了纳米尺度电融合效率的显著提升。研究团队借助计算流体动力学（CFD）模拟，系统探究了该策略的内在机制，通过对多为物理场关键参数的计算机模，推导出一个半经验公式，可对不同PAF条件下的电融合效率进行多尺度预测。

基于CFD分析的多维物理场模拟和PAF系统性研究

基于这一机制，研究团队设计并优化了周期性不对称场引导的微流控电融合装置（PAF-MED）。该装置集成了 LNP 制备与载药、防回流、LNP-CM 混合及电融合四大功能模块，采用软光刻和紫外光刻技术制备而成，能够实现细胞膜杂化脂质纳米颗粒（cLNPs）的可控合成。

PAF-MED的设计与制造

在兼容性与性能表征方面，PAF-MED 系统可适配间充质干细胞、红细胞、巨噬细胞、肿瘤细胞等多种细胞膜类型，能够制备不同电荷性质的 cLNPs，且在保留细胞膜蛋白二级结构和靶向功能方面表现优异。与传统的超声法和共挤出法相比，该装置制备的 cLNPs 对损伤肺上皮细胞具有更强的靶向性，siRNA 封装效率接近 100%，在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中，PAF-MED制备的cLNPs能高效精准地递送siRNA至受损的肺上皮细胞，从而显著减缓纤维化进程。

体内靶向递送和肺纤维化进程干预考察

该研究构建的周期性不对称场引导电融合技术，不仅突破了传统电融合技术在纳米尺度脂质系统中的应用瓶颈，拓展了 3D 结构的设计可能性，更为纳米药物载体的精准操控和功能优化提供了全新思路。PAF-MED 装置的成功开发，实现了 cLNPs 的高通量、高质量合成，为纳米级生物颗粒（如病毒载体、外泌体等）的精确操控提供了创新解决方案，有望推动纳米医学在疾病治疗中的应用迈向新高度。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-65961-z