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  憑借著將不同形式能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的特性及其微納米尺度效應(yīng)，微納米馬達(dá)為突破傳統(tǒng)被動(dòng)給藥系統(tǒng)治療重大疾病的局限性帶來了可能，因此受到了越來越多研究者的關(guān)注。然而，目前，微納米馬達(dá)在體內(nèi)疾病治療中的諸多優(yōu)勢的實(shí)現(xiàn)還處于起步階段，這是由于機(jī)體不同部位疾病的復(fù)雜性和特殊性造成的。也是因?yàn)槟壳暗奈⒓{米馬達(dá)在生物安全性和功能性方面還存在著許多亟待解決的難題。

  針對(duì)當(dāng)前大部分化學(xué)類微納米馬達(dá)面臨的生物安全性問題，毛春教授團(tuán)隊(duì)受人體內(nèi)源性生化反應(yīng)（即一氧化氮合成酶將活性氧和L-精氨酸轉(zhuǎn)化為一氧化氮）的啟發(fā)，利用超支化聚酰胺/ L-精氨酸混雜制成具有自驅(qū)動(dòng)功能的零廢料化學(xué)納米馬達(dá)，并實(shí)現(xiàn)在細(xì)胞環(huán)境下的自主運(yùn)動(dòng)。這是對(duì)迄今為止幾乎所有化學(xué)納米馬達(dá)在自驅(qū)動(dòng)過程中均存在或產(chǎn)生對(duì)人體無益廢料（如氫氣、二氧化碳、氫氧化鎂、鉑等）現(xiàn)狀的重大突破。實(shí)現(xiàn)高度的生物相容性是研制在人體內(nèi)應(yīng)用化學(xué)納米馬達(dá)的關(guān)鍵，具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

圖1. 零廢料NO驅(qū)動(dòng)納米馬達(dá)合成示意圖及其應(yīng)用。圖片來源：Nat. Commun.

  該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究了一氧化氮驅(qū)動(dòng)納米馬達(dá)在腫瘤治療中實(shí)際應(yīng)用。針對(duì)腫瘤化療過程中藥物滲透性差和產(chǎn)生多藥耐藥（MDR）的兩大挑戰(zhàn)，毛春教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了具有運(yùn)動(dòng)能力和一氧化氮（NO）緩釋的阿霉素/葉酸/L-精氨酸（HFLA-DOX）納米馬達(dá)，能夠?qū)崿F(xiàn)腫瘤化療中藥物的深層穿透和多藥耐藥的有效逆轉(zhuǎn)。并相應(yīng)地提出了一種新的化療模式，即識(shí)別-滲透-逆轉(zhuǎn)-消除，他們通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)動(dòng)物腫瘤模型驗(yàn)證了其有效性。

圖2. HFLA-DOX納米馬達(dá)的制備以及可能的腫瘤治療機(jī)制。圖片來源：Adv. Sci.

  在這些研究工作的基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)又發(fā)表了題為“Biosafety, Functionalities and Applications of Biomedical Micro/nanomotors”的綜述文章。在這篇綜述中，首先關(guān)注微納米馬達(dá)作為一種生物醫(yī)學(xué)治療系統(tǒng)的生物安全性和功能性。然后對(duì)人體各種疾病（如眼科疾病、骨科疾病、胃腸道疾病、心血管疾病、癌癥等）的形成特點(diǎn)和治療難點(diǎn)進(jìn)行了綜述，并對(duì)近20年來生物醫(yī)學(xué)微納馬達(dá)的研究進(jìn)展進(jìn)行了回顧，在綜述的最后提出了該領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和未來可能的發(fā)展方向。

  以上相關(guān)成果分別發(fā)表在Nature Communications (Nat. Commun. 2019, 10, 966), Advanced Science (Adv. Sci. 2020, DOI: 10.1002/advs.202002525)和Angewandte Chemie-International Edition (Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 10.1002/anie.202014328)上。論文的第一作者/通訊作者為南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院萬密密副教授，共同第一作者分別為南京師范大學(xué)博士生陳煥(Nat. Commun.; Adv. Sci.)、李婷(Angew. Chem. Int. Ed.)，通訊作者為南京師范大學(xué)毛春教授，共同通訊作者分別為南京師范大學(xué)沈健教授(Nat. Commun.; Adv. Sci.; Angew. Chem. Int. Ed.)與南京大學(xué)魏嘉教授(Adv. Sci.)。

  論文鏈接：

  https://www.nature.com/articles/s41467-019-08670-8

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202013689