「」浙大周民团队研制一款微纳机器人，可通过光合作用靶向治疗肿瘤
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微纳机器人指的是尺度介于微纳米级别 ， 可以对微纳空间进行精细操作的机器人 。由于其具有灵活运动、精确靶向、药物运输等能力 ， 在疾病诊断治疗、靶向递送、无创手术等生物医学领域具有广阔的应用前景 。然而 ， 现阶段针对微纳机器人的有关研究大多聚焦在体外 ， 在体内治疗应用的更多预期功能仍具极大挑战性 。
近日 ， 浙江大学医学院附属第二医院、转化医学研究院周民研究员团队研制出一款微纳机器人 ， 通过以微藻作为活体支架 ， “穿上”磁性涂层外衣 ， 靶向输送至肿瘤组织 ， 成功改善肿瘤乏氧微环境并有效实现磁共振、荧光、光声三模态医学影像导航下的肿瘤诊断与治疗 。这项研究被刊登在材料领域著名期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials） ， 并被遴选为当期封面 。论文的第一作者是浙江大学转化医学研究院交叉学科直博生钟丹妮 ， 论文通讯作者为周民研究员 。
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【「」浙大周民团队研制一款微纳机器人，可通过光合作用靶向治疗肿瘤】光合作用解决供氧不足
在肿瘤治疗中 ， 为何需要微纳机器人靶向提供氧气呢？这是因为肿瘤细胞在快速增殖中消耗了大量的氧气 ， 导致肿瘤组织内部存在缺氧微环境 ， 这成为众多肿瘤治疗方法出现耐受现象的重要原因之一 。一般临床肿瘤治疗采用的放疗和光动力治疗中 ， 患者通过高压氧仓吸氧来解决肿瘤内部氧气不足的问题 。但这种方法往往收效甚微 ， 并不能达到靶向供氧到肿瘤部位 ， 难以提高疗效 。
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微纳机器人通过光合作用提高肿瘤氧气浓度
螺旋藻 ， 一种生活中常见的微藻 ， 作为水生植物能够通过光合作用产生氧气 。那么如何将该微藻送进肿瘤？课题组提出将超顺磁性的四氧化三铁纳米颗粒通过浸涂工艺 ， 均匀涂层至微藻表面 。磁性工程化的微藻在外部磁场控制下 ， 能够定向运动至肿瘤 。
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增强放疗/光动力协同治疗抑制肿瘤生长并可降解
“研究的创新性在于无机和有机的微纳体 ， 选择性把药物输送到肿瘤缺氧部位 。”周民介绍 ， 他们所研制的微纳机器人是一种光合生物杂交体系统 ， 这个系统既保持了微藻高效的产氧活性 ， 还兼有四氧化三铁纳米颗粒的定向磁驱能力 。在具体治疗中 ， 通过体外交变磁场将微纳机器人靶向运送并积累至肿瘤 ， 通过体外光照 ， 由光合作用原位产生氧气来减轻肿瘤内部乏氧程度 ， 从而提高放射疗法的效率 。“在小鼠的原位乳腺癌模型中 ， 增强的联合治疗展现了明显的肿瘤生长抑制作用 。”
叶绿素：一面照出肿瘤变化的镜子
光合生物杂交微纳泳体系统不仅对于放疗具有积极作用 ， 而且经过射线处理后释放的叶绿素能作为光敏剂 ， 产生具有细胞毒性的活性氧可杀死肿瘤细胞 ， 实现协同光动力治疗 。“正常的光动力治疗需要氧气和活性氧才能顺利开展 ， 目前的微纳机器人能够很好地解决这两个需求 。”
此外 ， 微藻中含有的大量叶绿素 ， 也具有的天然荧光和光声成像功能 ， 可无创性地监测肿瘤治疗情况和肿瘤微环境变化 。“药物遇到荧光 ， 就能表达出来 。叶绿素是一面镜子能够找出来它 。”
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