德國科研人員研制體內(nèi)精準(zhǔn)給藥微型游泳器

據(jù)Sridhar V 2022年1月19日[Sci Robot，2022，7（62）：eabm1421-eabm1421.]報(bào)道，德國馬克斯-普朗克研究所研究人員提出了一種基于氮化碳的光驅(qū)動微型游泳器，可用于體內(nèi)藥物遞送，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、可控地“按需”給藥。

研究人員開發(fā)了以二維氮化碳聚庚嗪酰亞胺（PHI）微粒作為各種離子和生物介質(zhì)中的光驅(qū)動微型游泳器（速度15～23μm/s）。研究結(jié)果表明，該微型游泳器能夠在濃度高達(dá)5 mol/L且無需專用燃料的多組份離子溶液中高速游泳，突破了此前光驅(qū)動微型游泳器的瓶頸問題。微粒的紋理和結(jié)構(gòu)納米孔隙率與光電特性之間有利的相互作用，促進(jìn)了高鹽度溶液中離子的相互作用，進(jìn)而使得該微型游泳器具備高的離子耐受性。研究團(tuán)隊(duì)還通過對3種不同細(xì)胞系和原代細(xì)胞的細(xì)胞活力測試驗(yàn)證了該微型游泳器的生物相容性。游泳器的納米孔中裝載了一種模型抗癌藥物阿霉素（DOX），從而在沒有被動釋放的情況下實(shí)現(xiàn)了185%的高裝載效率。這種游泳器可以在不同pH條件下進(jìn)行受控藥物釋放，并可以通過控制照明按需觸發(fā)釋放藥物。研究人員利用PHI的物質(zhì)特性、環(huán)境敏感性和光誘導(dǎo)電荷存儲特性，證明了在缺氧條件下DOX及其活性降解產(chǎn)物的光觸發(fā)、促進(jìn)釋放，這使得該微型游泳器未來在缺氧腫瘤區(qū)域的診斷治療方面開展應(yīng)用成為可能。這種有機(jī)PHI微型游泳器既解決了當(dāng)前光驅(qū)動微型游泳器面臨的高離子耐受性、生物介質(zhì)中無燃料高速推進(jìn)、生物相容性等難題，又實(shí)現(xiàn)了按需釋放物質(zhì)等功能，為其在生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境等方面開展?jié)撛趹?yīng)用提供了支撐。