北理工團(tuán)隊在體內(nèi)難觸及區(qū)域靶向治療及止血消殺微系統(tǒng)應(yīng)用方面取得重要進(jìn)展
發(fā)布日期：2022-09-30 供稿：機電學(xué)院
編輯：王雪 審核：王亞斌 閱讀次數(shù)：
近日,，北京理工大學(xué)機電學(xué)院婁文忠教授課題組在體內(nèi)難觸及區(qū)域靶向治療及止血消殺微系統(tǒng)應(yīng)用方面的重要研究進(jìn)展發(fā)表在Nature旗下國際頂級期刊Microsystems & Nanoengineering（影響因子8.006）,，相關(guān)成果以“A microexplosive shockwave-based drug delivery microsystem for treating hard-to-reach areas in the human body” 為題發(fā)表。該工作的第一作者為北京理工大學(xué)機電學(xué)院博士研究生孫毅,，通訊作者為北京理工大學(xué)機電學(xué)院婁文忠教授和馮恒振博士后,，北京理工大學(xué)為論文的第一單位。
圖1 基于微區(qū)精準(zhǔn)爆炸沖擊波輸送靶向藥物于體內(nèi)病灶的示意圖
植入式靶向藥物輸送微系統(tǒng)能夠最大限度地提高局部藥物功效和減少副作用滿足治療要求,。人體食道,、胃腸道、呼吸道等內(nèi)臟器官具有彎曲輪廓,，針對管腔內(nèi)病變,，使用現(xiàn)有治療方式局部給藥的能力受限，將靶向藥物噴射到這些體內(nèi)難觸及區(qū)域可有效提高治療效果（圖1）,。
基于此,，婁文忠教授團(tuán)隊提出一種基于微區(qū)爆炸沖擊噴射靶向藥物輸送微系統(tǒng)，外徑毫米級,，尾部一根柔性桿可將靶向藥物深入體內(nèi)難觸及區(qū)域,，激發(fā)納米級原位裝藥，將靶向藥物精準(zhǔn)噴射到體內(nèi)病灶區(qū)域,，靶向藥物可獲得動能為3.2×10-4J,，通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，使沖擊波主要沿軸向傳播,，大幅抑制徑向振動,，其內(nèi)納米級PDMS薄膜，可將爆炸產(chǎn)生銅化合物攔截在管殼內(nèi),。微系統(tǒng)作用時間百微秒級,，不會有溫度變化（圖2）。
圖2 (a) 微系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (b) 植入式靶向釋藥 (c) 沖擊波作用下殼體有效應(yīng)力變化
進(jìn)一步的,，團(tuán)隊通過實驗評估了基于爆炸沖擊波噴射靶向藥物微系統(tǒng)可行性和生物安全性（圖 3）,。首次將半導(dǎo)體橋與高密度炸藥疊氮化銅實現(xiàn)柔性、剛性材料的三維異構(gòu)集成,，實驗驗證了理論和模擬的推論,。
圖3 可行性與生物安全性驗證
研究團(tuán)隊相關(guān)工作在2021年國際頂會μ-TAS（微型化學(xué)分析與生物分析會議）上發(fā)表，會議錄用率：449/6000,。特別感謝北京理工大學(xué)機電學(xué)院曾慶軒教授,、李明愉副教授團(tuán)隊在Process of copper azide的技術(shù)支持。
分享到：