十年力学生物学研究积淀，从基础研究中的科学发现，到走向临床手术台，最终助力一个家庭迎来新生。近日，由西安交通大学生命学院仿生工程与生物力学研究所（BEBC）林敏教授团队、空军军医大学唐都医院妇产科生殖医学中心王晓红主任团队及细胞产品国家工程研究中心冯春敬教授团队合作完成的“力学工程化脐带间充质干细胞外泌体子宫内膜下注射治疗”技术，成功帮助一名顽固性薄型子宫内膜患者足月分娩一名健康男婴。经科技查新，该技术国内外未见同类报道，标志着以界面黏附调控的细胞力学生物学基础研究为支撑的新型再生医学技术，实现了从实验室机制研究到临床应用场景的关键跨越。
从“力”出发：工程思维破解难题，再生医学开辟新路
过去十年，林敏教授团队聚焦“界面黏附如何调控细胞功能”这一力学生物学核心问题，结合力学模型与生物学实验，揭示了“界面黏附-细胞骨架-细胞核”之间的力学载荷传递与力学信号转导机制。基于这一机制层面的系统认识，团队实现了面向功能需求的“逆向设计”：通过主动设定界面力学性能（如刚度、黏附力），对干细胞进行精准“力学预训练”，在不改变基因的前提下，维持细胞干性，并显著增强其分泌外泌体的组织修复能力。
以“力”赋能：工程化外泌体提升修复能力
团队利用界面黏附力学调控技术，使干细胞在特定力学环境中完成“训练”后分泌外泌体，从而获得更强的促血管生成、抗炎和抗纤维化能力。王晓红团队合作开展的临床前研究证实，该工程化外泌体可有效促进受损子宫内膜增厚、抑制过度纤维化，为临床应用奠定基础。该技术已获全国卫生健康行业青年创新大赛银奖、陕西高等学校科学技术奖一等奖、陕西省科技工作者创新创业大赛一等奖，并与合作团队共同启动注册临床研究。
好“孕”降临：细胞力学工程化技术助力生命诞生
31岁李女士原发不孕，卵巢功能减退，丈夫存在少弱畸精子症，备孕多年未果。 2021年她确诊子宫内膜复杂型增生，治疗后，她两次取卵仅艰难获得4枚胚胎冻存。后续内膜病情好转后移植胚胎，不幸遭遇孕早期稽留流产，两次清宫术后引发重度宫腔粘连，子宫内膜损伤进一步加重。之后她再次取卵，获2枚胚胎冻存。又接受宫腔粘连分离术，配合子宫内膜下 PRP 注射、宫腔灌注等多种修复方案，子宫内膜厚度依旧无法达到胚胎移植条件。面对顽固性薄型子宫内膜这一生殖医学领域公认的疑难顽症，传统临床治疗手段宣告失效。
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基于前期团队临床前的研究，2025年5月至6月，王晓红团队成员肖西峰主任医师、张琬琳主任医师先后为李女士实施2个周期的宫腔镜下子宫内膜下力学工程化脐带干细胞外泌体注射术。治疗后，李女士子宫内膜厚度显著增加，成功达到胚胎移植标准。2025年8月，胚胎移植成功。2026年4月29日，李女士妊娠38周+3天，在唐都医院顺利剖宫产分娩健康男婴，母子平安。
这一临床应用的成功，正是“细胞力学工程化”技术体系成熟落地的重要体现，也是理工医交叉融合、从基础研究走向临床应用的标志性成果。以力学原理赋能干细胞与外泌体的原创策略，有望为子宫内膜损伤、宫腔粘连所致反复胚胎移植失败家庭带来新希望，并进一步拓展应用于更广泛的再生医学领域。
西安交通大学仿生工程与生物力学研究所（BEBC）聚焦重大疾病诊治中的关键科学问题，以“临床需求-理论创新-技术突破-临床转化”为研究路径，创立“多尺度生物热-力-电耦合学”，开拓“力医学”学科新方向，并创新性提出“数智力医学”学科方向和“细胞智能”前沿概念。BEBC立足力学理论，融合材料、化学、生物、医学等多学科，通过“临床问题（BED）-实验室研究（BENCH）-临床应用（BED）”的研究模式，在组织、细胞及分子尺度揭示力学微环境对疾病发生发展的影响，为诊疗提供新理论和技术支撑。近年来，BEBC将力学调控与工程学手段结合，开展一系列力医学（mechanomedicine）研究，推动力医学在疾病诊疗中的应用，相关成果发表于《自然材料》（Nature Materials）、《自然化学》（Nature Chemistry）、《自然生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）、《自然通讯》（Nature Communications）、《科学进展》（Science Advances）、《美国科学院院报》（PNAS）等期刊，并在国内医学权威期刊系统阐释了力医学在不同疾病中的应用及前景。
