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点对点无创给药！武培怡课题组开发出具有诊疗功能的仿生离子皮肤

已有 2027 次阅读 2020-11-23 08:59 |个人分类:小柯生命|系统分类:论文交流

第一代离子皮肤在可调节的机械性能、高透明度、离子电导率和多种感官能力方面显示出巨大优势。然而，以往的研究很少关注与周围环境、生物本身和人造皮肤之间的界面相互作用。具体而言，当前传统合成水凝胶的离子皮肤在体外遭受脱水并且缺乏与生物组织的物质交换通道。

东华大学等机构研究人员开发出一种生物启发的水凝胶来解决这些关键挑战。该水凝胶具有天然保湿因子来负责锁定水；生物矿物质离子可传输信号；仿生梯度通道可将其他分子从非生物界面转移到生物界面。

相关工作于2020年11月20日在线发表在Advanced Functional Materials杂志上。

该水凝胶配方的灵感来自天然动物的皮肤和植物的叶子，且富含保湿因子，例如氨基酸、甜菜碱和生物矿物质离子。这些保湿因子构建了超分子网络来储水和抗脱水。

图1. 具有保湿因子、矿物离子以及物质传输通道的仿生离子皮肤。

研究人员进一步表明，该仿生离子皮肤能够实现对裸鼠皮下荷瘤的定点高效的给药，从而实现肿瘤治疗功能。小分子化疗药物顺铂能够通过离子皮肤向生物皮肤渗透，从而实现对皮下肿瘤组织的透皮给药。与传统静脉给药相比，该方法极大地降低了药物副作用。经过16天的治疗，小鼠肿瘤的生长得到了更为明显的遏制。

图2. 仿生离子皮肤的对皮下荷瘤的透皮给药功能。

这项工作开发了具有诊疗功能的新一代离子皮肤，将传统智能皮肤的功能从简单的感知诊断拓展到了高效治疗，而且是点对点的完全无创给药。这为将来便携可穿戴智慧医疗系统的开发提供了一条新途径，未来人们也可以根据自己的需要不断优化材料设计并开发更多的诊疗模型。

文章共同第一作者为雷周玥和朱文成博士，通讯作者为武培怡教授。