Robot Hangzhou Netcom Micro-nano mengacu pada robot yang skalanya berada pada level mikro-nano dan dapat melakukan operasi yang baik di ruang mikro-nano. Karena kemampuannya dalam pergerakan yang fleksibel, penargetan yang tepat, pemberian obat, dll., Ia memiliki prospek aplikasi yang luas di bidang biomedis seperti diagnosis dan pengobatan penyakit, persalinan yang ditargetkan, dan pembedahan non-invasif. Namun, sebagian besar penelitian saat ini tentang robot mikro-nano berfokus pada in vitro, dan fungsi yang lebih diharapkan untuk aplikasi terapeutik in vivo masih sangat menantang.
Baru-baru ini, tim peneliti Zhou Min dari Second Affiliated Hospital of Zhejiang University School of Medicine / Institute of Translational Medicine telah mengembangkan robot mikro-nano yang menggunakan mikroalga sebagai stent hidup dan "memasang" lapisan magnet untuk mengirimkannya ke jaringan tumor. , Berhasil meningkatkan lingkungan mikro hipoksia tumor dan secara efektif merealisasikan diagnosis dan pengobatan tumor di bawah navigasi pencitraan medis tiga modal MRI / fluoresensi / fotoakustik.
Penelitian ini dipublikasikan di jurnal terkenal "Advanced Functional Material" di bidang material dan terpilih sebagai sampul edisi terkini. Penulis pertama makalah ini adalah Zhong Danni, mahasiswa doktoral langsung dari Institute of Translational Medicine, Universitas Zhejiang, dan penulis makalah yang terkait adalah Peneliti Zhou Min.
Tim Zhou Min
Fotosintesis menyelesaikan suplai oksigen yang tidak mencukupi
Dalam pengobatan tumor, mengapa kita membutuhkan robot mikro-nano untuk menyediakan oksigen yang ditargetkan?
Ini karena sel tumor mengonsumsi oksigen dalam jumlah besar selama proliferasi cepat, menghasilkan lingkungan mikro hipoksia di dalam jaringan tumor, yang telah menjadi salah satu alasan penting untuk toleransi banyak metode pengobatan tumor. Dalam radioterapi umum dan terapi fotodinamik yang digunakan dalam pengobatan tumor klinis, pasien menggunakan ruang oksigen hiperbarik untuk menghirup oksigen untuk mengatasi masalah kekurangan oksigen di dalam tumor. Namun, metode ini seringkali memiliki pengaruh yang kecil dan tidak dapat mencapai suplai oksigen yang ditargetkan ke lokasi tumor, dan sulit untuk meningkatkan efek pengobatan tumor.
Spirulina, mikroalga yang umum dalam kehidupan, sebagai tumbuhan air dapat menghasilkan oksigen melalui fotosintesis. Lalu bagaimana cara mengirim mikroalga ke dalam tumor? Tim peneliti mengusulkan untuk melapisi nanopartikel Fe3O4 superparamagnetik secara seragam di permukaan mikroalga melalui proses pelapisan celup. Mikroalga yang direkayasa secara magnetis dapat bergerak ke tumor dengan cara yang ditargetkan di bawah kendali medan magnet eksternal.
Spirulina yang direkayasa secara magnetis, mampu melakukan gerakan terarah di bawah kendali magnet
Inovasi dari penelitian ini terletak pada mikro-nanobodi anorganik dan organik, yang secara selektif mengirimkan obat ke lokasi tumor hipoksia. Zhou Min mengatakan bahwa robot mikro-nano yang mereka kembangkan adalah sistem hibrid biologis fotosintetik yang mempertahankan Aktivitas produksi oksigen yang efisien dari mikroalga juga dikombinasikan dengan kemampuan penggerak magnet terarah nanopartikel Fe3O4.
Robot mikro-nano meningkatkan konsentrasi oksigen tumor melalui fotosintesis
Dalam perawatan khusus, robot mikro-nano ditargetkan untuk mengangkut dan menumpuk ke tumor melalui medan magnet variabel. Cahaya eksternal digunakan untuk menghasilkan oksigen in situ dari fotosintesis untuk mengurangi derajat hipoksia di dalam tumor, sehingga meningkatkan efisiensi radioterapi. "Dalam model kanker payudara ortotopik tikus, terapi kombinasi yang disempurnakan menunjukkan efek penghambatan pertumbuhan tumor yang signifikan."
Terapi radioterapi / fotodinamik yang ditingkatkan menghambat pertumbuhan tumor dan dapat terdegradasi
Klorofil menerangi cermin perubahan tumor
Sistem rendaman mikro-nano hibrid biologis fotosintetik tidak hanya memiliki efek positif pada radioterapi, klorofil yang dilepaskan setelah pengobatan radiasi dapat digunakan sebagai fotosensitizer, dan kemudian menghasilkan spesies oksigen reaktif sitotoksik untuk membunuh sel tumor, mewujudkan terapi fotodinamik terkoordinasi. "Terapi fotodinamik normal membutuhkan oksigen dan spesies oksigen reaktif untuk bekerja dengan lancar. Robot mikro-nano saat ini dapat memenuhi kedua kebutuhan ini dengan baik."
Selain itu, sejumlah besar klorofil yang terkandung dalam mikroalga juga memiliki fungsi fluoresensi alami dan pencitraan fotoakustik, yang dapat memantau pengobatan tumor secara non-invasif dan perubahan lingkungan mikro tumor. "Ketika obat-obatan mengalami fluoresensi, mereka dapat mengekspresikannya. Klorofil adalah cermin yang dapat menemukannya."
Fungsi perawatan dan pencitraan berbasis klorofil
Penelitian berlangsung selama tiga tahun, Zhou Min mengatakan bahwa perhatian paling awal terhadap mikroalga terinspirasi dari pertemuan Ocean College dan mengobrol dengan teman-teman dalam penelitian alga. Menghadapi prospek aplikasi masa depan, Zhou Min berkata: "Sifat mikro-nano tubuh renang sebagai organisme alami dapat terdegradasi secara efektif di dalam tubuh, memberikan prospek transformasional untuk penerapan bahan biohibrid dalam pengiriman yang ditargetkan dan biomedis in vivo."
Pekerjaan penelitian didukung kuat oleh Eye Center of Zhejiang University, Interdisciplinary Project of Zhejiang University, State Key Laboratory of Modern Optical Instruments of Zhejiang University, dan Key Laboratory of Malignant Tumor Early Warning and Intervention dari Kementerian Pendidikan Universitas Zhejiang. Penelitian ini juga telah menerima penelitian dan pengembangan kunci nasional. Itu didanai oleh National Natural Science Foundation of China, Program R&D Kunci Provinsi Zhejiang dan proyek lainnya.
- Laporan: Informasi lingkungan China menjadi lebih transparan dan terbuka, dan kota-kota seperti Ningbo, Beijing, Wenzhou dan kota-kota lain telah memimpin jalan
- Pada hari pertama "Pemblokiran" Hubei, 23.600 orang berangkat dengan kereta api Bai Yansong bertanya: Haruskah pramugari diisolasi?
- Pemandangan dari atas | Tim perawat Rumah Sakit Zhongshan mengangkat separuh langit, "Saya dengar kami dari Shanghai, dan mata pasien cerah."