深圳先進(jìn)院在在微納生物機(jī)器人治療腫瘤研究中取得進(jìn)展

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)藥所研究員蔡林濤，與集成所副研究員徐天添、研究員吳新宇等合作，在微納生物機(jī)器人治療腫瘤研究中取得進(jìn)展。

微納生物機(jī)器人是微納尺度的類生命機(jī)器人，具有自動(dòng)化和智能化等機(jī)器人屬性，能夠到達(dá)現(xiàn)有醫(yī)療器械難以企及的微觀區(qū)域，有望革新傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)實(shí)現(xiàn)疾病的精準(zhǔn)診療。然而，如何構(gòu)建具有自主驅(qū)動(dòng)的微納生物機(jī)器人，采用磁、光、聲等外場(chǎng)操縱和內(nèi)生能源驅(qū)動(dòng)機(jī)器人穿越復(fù)雜生物屏障，實(shí)現(xiàn)疾病的精準(zhǔn)治療，并保障其生物安全性，是當(dāng)前微納生物機(jī)器人面臨的挑戰(zhàn)難題和前沿發(fā)展趨勢(shì)。

蔡林濤團(tuán)隊(duì)在前期工作的基礎(chǔ)上（Advanced Functional Materials, 2020, 30, 1910176；ACS nano, 2020, 14, 11452；Biomaterials, 2019, 214, 119226），選用海洋來(lái)源的趨磁細(xì)菌（AMB-1）作為模板，利用邁克爾加成反應(yīng)將納米光敏劑負(fù)載到細(xì)菌表面，構(gòu)建了智能微納生物機(jī)器人（AI microrobot），通過(guò)磁/光序貫操控，在小鼠體內(nèi)實(shí)現(xiàn)了磁控導(dǎo)航、腫瘤穿透和光熱消融。

研究表明，微納生物機(jī)器人在磁場(chǎng)操控下，實(shí)現(xiàn)了微米尺度的單一或群體精準(zhǔn)遷移控制，通過(guò)熒光和磁共振雙模成像在體內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤。利用微納生物機(jī)器人的磁性和缺氧集成靶向，突破復(fù)雜的生理屏障帶光敏劑進(jìn)入到腫瘤內(nèi)部后，利用遠(yuǎn)程近紅外激光觸發(fā)產(chǎn)生局部高溫，實(shí)現(xiàn)了腫瘤的可視化精準(zhǔn)治療。

相關(guān)研究成果以《微納生物機(jī)器人磁/光序貫操控靶向治療腫瘤》（Sequential Magneto-actuated and Optics-triggered Biomicrorobots for Targeted Cancer Therapy）為題，在線發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）上。論文第一作者是深圳先進(jìn)院客座碩士生邢婕華與博士后尹婷，論文通訊作者是深圳先進(jìn)院客座研究員鄭明彬與蔡林濤。

具有磁/光序貫操控性能的微納生物機(jī)器人，在磁場(chǎng)下實(shí)現(xiàn)了微米尺度的單控群控；突破復(fù)雜的生理屏障進(jìn)入到腫瘤后，近紅外光觸發(fā)消融腫瘤

研究工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部、中科院重點(diǎn)部署項(xiàng)目、廣東省納米醫(yī)藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深圳市科技計(jì)劃等的支持。

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