南京师范大学毛春教授团队在生物医用微纳米马达方向的研究进展
凭借着将不同形式能量转化为机械运动的特性及其微纳米尺度效应，微纳米马达为突破传统被动给药系统治疗重大疾病的局限性带来了可能，因此受到了越来越多研究者的关注。然而，目前，微纳米马达在体内疾病治疗中的诸多优势的实现还处于起步阶段，这是由于机体不同部位疾病的复杂性和特殊性造成的。也是因为目前的微纳米马达在生物安全性和功能性方面还存在着许多亟待解决的难题。
针对当前大部分化学类微纳米马达面临的生物安全性问题，毛春教授团队受人体内源性生化反应（即一氧化氮合成酶将活性氧和L-精氨酸转化为一氧化氮）的启发，利用超支化聚酰胺/ L-精氨酸混杂制成具有自驱动功能的零废料化学纳米马达，并实现在细胞环境下的自主运动。这是对迄今为止几乎所有化学纳米马达在自驱动过程中均存在或产生对人体无益废料（如氢气、二氧化碳、氢氧化镁、铂等）现状的重大突破。实现高度的生物相容性是研制在人体内应用化学纳米马达的关键，具有重要的科学意义和实际应用价值。
图1. 零废料NO驱动纳米马达合成示意图及其应用。图片来源：Nat. Commun.
该团队进一步研究了一氧化氮驱动纳米马达在肿瘤治疗中实际应用。针对肿瘤化疗过程中药物渗透性差和产生多药耐药（MDR）的两大挑战，毛春教授团队设计了具有运动能力和一氧化氮（NO）缓释的阿霉素/叶酸/L-精氨酸（HFLA-DOX）纳米马达，能够实现肿瘤化疗中药物的深层穿透和多药耐药的有效逆转。并相应地提出了一种新的化疗模式，即识别-渗透-逆转-消除，他们通过体外细胞实验和体内动物肿瘤模型验证了其有效性。
图2. HFLA-DOX纳米马达的制备以及可能的肿瘤治疗机制。图片来源：Adv. Sci.
在这些研究工作的基础上，该团队又发表了题为“Biosafety, Functionalities and Applications of Biomedical Micro/nanomotors”的综述文章。在这篇综述中，首先关注微纳米马达作为一种生物医学治疗系统的生物安全性和功能性。然后对人体各种疾病（如眼科疾病、骨科疾病、胃肠道疾病、心血管疾病、癌症等）的形成特点和治疗难点进行了综述，并对近20年来生物医学微纳马达的研究进展进行了回顾，在综述的最后提出了该领域面临的挑战和未来可能的发展方向。
以上相关成果分别发表在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。论文的第一作者/通讯作者为南京师范大学化学与材料科学学院万密密副教授，共同第一作者分别为南京师范大学博士生陈焕(Nat. Commun.; Adv. Sci.)、李婷(Angew. Chem. Int. Ed.)，通讯作者为南京师范大学毛春教授，共同通讯作者分别为南京师范大学沈健教授(Nat. Commun.; Adv. Sci.; Angew. Chem. Int. Ed.)与南京大学魏嘉教授(Adv. Sci.)。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08670-8
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202013689
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