香港大學學者參與了厦門大學等院校的研究,在微納機器人輔助膀胱癌精準治療領域取得重要進展。團隊開發了一種具有智能導航和强效釋放能力的微藻機器人,其可通過對流輸運增强藥物釋放和組織滲透。此機器人可爲膀胱癌腔內化療提供精準、高效、非侵入性的治療新策略。相關研究成果已刊於《自然-納米技術》。
論文:
研究背景
膀胱癌是泌尿系統常見惡性腫瘤之一。臨床常採用膀胱腔內灌注化療,降低術後復發風險。然而傳統灌注治療受到腫瘤靶向不足、粘液及組織屏障、藥物滯留時間有限等因素影響。
研究成果
香港大學化學系唐晋堯教授作為共同通訊作者,參與厦門大學鄢曉輝博士主導的研究。團隊利用一種具天然層級多孔結構的盤藻(Coscinodiscus granii)作爲生物模板,構建了磁性載藥盤藻機器人(DMCG)。
團隊在 DMCG 上添加磁鐵礦納米粒子、聚多巴胺封裝層,使之可通過磁場操控和釋放藥物。團隊又建立了基於深度學習影像反饋的智能導航系統,使機器人能在複雜的膀胱環境中進行實時感知、路徑規劃和自主運動控制。
外磁場可控制機器人的群體運動,在移動及藥物釋放時採用不同的轉動模式。其中,rotating 及 spinning 可引起較強的局部流場,促進孔道流通,顯著增加藥物釋放。機器人在進行 1、3、5 Hz 的轉動時,釋放量分別比靜態提高了 25.3%、83.2%、143.1%。

右上:DIW,去離子水;AU,人工尿液;FBS,胎牛血清;SM,模擬粘液
在原位膀胱癌小鼠模型中,機器人遞送系統顯著提升了藥物在腫瘤區域的滲透效率,相比傳統膀胱灌注方式,實現超過 10 倍的藥物滲透增强。在一周治療周期內,顯著降低腫瘤負荷,腫瘤信號降低至傳統灌注治療組的 3% 以下,同時未引起明顯系統性毒性,展現出良好的安全性。另一個優勢是這種藻類容易培養和製備。
研究團隊
論文共同第一作者是廈門大學的林麟、李浩輝、愛丁堡大學的周琦研究員。共同通訊作者是唐晋堯教授、廈門大學鄢曉輝博士、哈爾濱工業大學(深圳)馬星教授、愛丁堡大學周琦研究員。
如欲知道更多教科相關消息,請留意京港 Facebook 專頁:https://www.facebook.com/BHKAEC