南京师范大学化科院沈健教授、毛春教授、万密密副教授研究团队近期在生物医用微纳米机器人方向取得系列重要进展。
成果1：针对动脉粥样硬化（AS）治疗的难点，该团队设计一种近红外光（NIR）和一氧化氮（NO）双驱动纳米马达。该类纳米马达对AS部位的高活性氧(ROS)和NIR光敏感，不仅可以通过光热效应对炎症性巨噬细胞进行消融，这一过程释放的NO还可作为促进斑块部位内皮修复的另一驱动力和治疗剂，有望成为AS治疗的一种潜在的非药物策略。相关成果以“Multi-Pathway Microenvironment Regulation for Atherosclerosis Therapy Based on Beta-Cyclodextrin/L-Arginine/Au Nanomotors with Dual-Mode Propulsion”为题发表在材料和化学领域的高水平期刊Small（影响因子13.281）。
成果2：该团队设计了一种基于自噬诱导剂海藻糖与L-精氨酸和磷脂酰丝氨酸(PS)共价结合的无载体/无药物NO驱动纳米马达治疗剂，通过其中L-精氨酸对斑块微环境特有高表达ROS和iNOS的趋化行为实现对疾病微环境的靶向，并利用PS精确靶向AS斑块中的巨噬细胞，实现对AS微环境-巨噬细胞的逐级精准靶向。相关成果以“Carrier-Free Trehalose-Based Nanomotors Targeting Macrophages in Inflammatory Plaque for Treatment of Atherosclerosis”为题发表在材料和化学领域的高水平期刊ACS Nano（影响因子15.881）。
成果3：该团队:致力于开发工程化活细胞类微马达，采用一种通用的多巴胺自聚合修饰方法构建了血小板（PLT）微电机（PLT@PDA-DOX），可以通过PLT与癌细胞的特异性结合靶向到肿瘤部位，然后通过肿瘤微环境(TME)激活PLT@PDA-DOX释放出血小板衍生微粒(PMP@PDA-DOX)，该类微马达可在NIR光的驱动下实现药物在肿瘤部位的深层渗透。相关成果以“Engineered Platelet-Based Micro/Nanomotors for Cancer Therapy”为题发表在材料和化学领域的高水平期刊Small（影响因子13.281）。
成果4：该团队开发了一种工程化外泌体纳米马达，将其装载至微针中，实现高效透皮给药。具有自驱动能力的零废料两性离子基NO驱动纳米马达修饰肌腱干细胞外泌体，可赋予其运动能力以提高其在肌腱损伤部位的滞留效率，加速肌腱细胞的增殖、减轻炎症反应、促进跟腱病的愈合过程。相关成果以“Nitric Oxide Nanomotor Driving Exosomes-Loaded Microneedles for Achilles Tendinopathy Healing”为题发表在材料和化学领域的高水平期刊ACS Nano（影响因子15.881）。
成果5：该团队提出了一种基于主动捕获能力/信号放大/漏斗型检测装置的分离捕获检测电化学检测平台。首先，制备磁性纳米材料(Mg/氧化铁/聚多巴胺/肝素，Mg/Fe3O4/PDA/Hep)修饰的Mg基微马达，与水反应生成氢气为驱动源，Mg2+为信号放大器，循环切割Mg2+诱导的核酸片段。其次，Mg基微马达逐渐消耗，留下含有诱捕剂的磁性纳米材料，该磁性纳米材料可被磁电极完全回收。最后，利用漏斗型电化学检测装置，将识别器充分采集到毫升溶液中进行检测。这一策略可望为早期和准确诊断疾病提供一种备选方法。相关成果以“Microswimmer-based Electrochemical Platform with Active Capturer/signal Amplifier/funnel-type Device for Whole Blood Detection”为题发表在材料和化学领域的高水平期刊Chem. Eng. J.（影响因子13.273）。
上述科研部分成果和南京大学附属鼓楼医院周敏教授团队、史冬泉教授团队合作，并受到国家/江苏省自然科学基金及南京师范大学中青年领军人才项目和生物医药功能材料创新平台的支持。
相关论文链接：
https://doi.org/10.1002/smll.202104120
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c08391
https://doi.org/10.1002/smll.202104912.
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c03177
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721042431