中國科學(xué)院微納生物機器人治療腫瘤方面取得新突破

近日，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)藥所所長蔡林濤研究員、集成所徐天添副研究員、集成所吳新宇研究員等合作在微納生物機器人治療腫瘤方面取得新突破。

微納生物機器人是微納尺度的類生命機器人，具有自動化和智能化等機器人屬性，能夠到達現(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)實現(xiàn)疾病的精準診療。但是，如何構(gòu)建具有自主驅(qū)動的微納生物機器人，采用磁、光、聲等外場操縱和內(nèi)生能源驅(qū)動機器人穿越復(fù)雜生物屏障，實現(xiàn)疾病的精準治療，并保障其生物安全性，是當前微納生物機器人的挑戰(zhàn)難題和前沿趨勢。

蔡林濤研究員及其團隊成員邢婕華、尹婷和鄭明彬，在團隊前期工作基礎(chǔ)上（Advanced Functional Materials，2020， 30， 1910176；ACS nano，2020，14， 11452；Biomaterials，2019，214，119226），選用海洋來源的趨磁細菌（AMB-1）作為模板，利用邁克爾加成反應(yīng)將納米光敏劑負載到細菌表面，構(gòu)建了智能微納生物機器人（AI microrobot），通過磁/光序貫操控，在小鼠體內(nèi)實現(xiàn)了磁控導(dǎo)航、腫瘤穿透和光熱消融。

研究結(jié)果表明，微納生物機器人在磁場操控下，實現(xiàn)了微米尺度的單一或群體精準遷移控制，通過熒光和磁共振雙模成像在體內(nèi)進行實時追蹤。利用微納生物機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入到腫瘤內(nèi)部后，利用遠程近紅外激光觸發(fā)產(chǎn)生局部高溫，實現(xiàn)了腫瘤的可視化精準治療。

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

相關(guān)論文《微納生物機器人磁/光序貫操控靶向治療腫瘤》（Sequential Magneto-actuated and Optics-triggered Biomicrorobots for Targeted Cancer Therapy）在線發(fā)表于材料領(lǐng)域權(quán)威刊物《先進功能材料》（Advanced Functional Materials，2020，DOI：10.1002/adfm.202008262，IF=16.836）。論文第一作者是深圳先進院客座碩士生邢婕華、博士后尹婷，通訊作者是深圳先進院客座研究員鄭明彬與蔡林濤研究員。

項目獲得國家自然科學(xué)基金、科技部國際合作、中科院重點部署項目、廣東省納米醫(yī)藥重點實驗室、深圳市科技計劃等基金的大力支持。

責任編輯：PSY