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靶向药物递送
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Science重磅:科学家造出微型机器人,在体内精准送药,即将进行人体临床试验
生物世界· 2025-11-17 04:04
技术平台核心突破 - 开发出临床级磁性微型机器人靶向给药平台,将电磁导航系统、定制释放导管和磁性微型机器人无缝集成,实现模块化设计[7][8] - 采用双Navion电磁导航系统,生成覆盖人类头部的20×20×20厘米工作空间,磁场梯度高达1T/m,确保微型机器人在血管内稳定导航[8] - 微型机器人由FDA批准的安全可降解材料制成,直径约1.69毫米,内含氧化铁纳米颗粒提供磁响应、钽纳米颗粒用于X光显影以及治疗药物[8][9] 导航与药物释放机制 - 设计三种导航模式以适应不同血流环境:在血管壁上滚动的旋转滚动模式、最高可逆流21.2 cm/s的逆流导航模式、以及分叉路口导航成功率高达95%的顺流导航模式[11] - 通过510 kHz高频磁场激发氧化铁颗粒产热,使明胶基质在40秒内溶解释放药物,实现定时定点给药并提供安全机制[13] - 在仿生血管模型实验中,微型机器人可在接近成人实际血流速度(37 cm/s)下被精准导航至大脑中动脉分支,载药溶栓演示显示7.5分钟内血管开始再通,19分钟后血栓基本溶解[15] 应用潜力与临床进展 - 该技术为精准靶向药物递送提供解决方案,可将药物直接送达患处,减少全身系统性治疗带来的毒副作用,有望用于治疗血管闭塞、脑肿瘤等疾病[5][17] - 在大型动物实验中,微型机器人成功在猪模型中被引导至面部动脉等目标血管,并在羊模型中导航至第四脑室,展示了在中枢神经系统的应用潜力[15] - 研究团队花费20年实现材料与操控技术的重大突破,下一步将考虑在人类身上进行临床试验[17]
瑞士工程院院士、瑞士苏黎世联邦理工大学教授布拉德利·尼尔森:《用于应对全球主要健康威胁的微型机器人与远程手术》
机器人圈· 2025-10-13 09:51
会议基本信息 - 2025世界机器人大会于8月8日至12日在北京举行 [1] - 大会设置3天主论坛和31场系列活动,邀请416位国内外专家学者、企业家及国际机构代表参与 [1] - 瑞士工程院院士布拉德利·尼尔森发表主题演讲,聚焦微型机器人及远程手术领域 [1] 微型机器人的医学应用与研发背景 - 微型机器人技术主要应用于医学领域,特别是针对弥漫性内生型桥脑胶质瘤等疾病的治疗研究 [4] - 美国每年约有300例弥漫性内生型桥脑胶质瘤新确诊病例,该疾病预后极差 [4] - 全球制药业在药物研发上投入约0.25万亿美元(约合人民币两万亿元),但90%的药物治疗研发失败,其中1/3失败案例源于中毒剂量问题 [5] - 微型机器人可实现靶向药物递送,将药物精准输送至特定部位,解决传统全身给药的副作用难题 [5] - 该领域研究已持续20多年,技术发展从简单设备逐步迈向复杂的智能设备阶段 [5] 技术原理与仿生学灵感 - 微型机器人研发从自然界微小有机物(如细菌、真菌)中汲取灵感,例如直径仅1-2微米的大肠杆菌 [5] - 研究团队曾将8万多个微型机器人注射到有机生物体内,以观察其作用机理 [6] - 采用电磁场作为驱动手段,通过构建包含众多电磁线圈的系统来精确引导设备运动 [7] - 该系统使用镍、钴、铁等金属或其合金材料,在电磁场作用下可实现人体内的有机移动 [7] 远程手术的应用前景与价值 - 脑卒中是导致患者死亡和长期严重残疾的首要因素,治疗关键在于尽快取出脑部血栓 [8] - 若患者在脑卒中发病后150分钟内接受治疗,其获得功能独立的机会高达90% [9] - 在美国,超过3亿总人口中有三分之一居住在需驾车前往中风治疗中心的地区,交通时间延误导致更多脑细胞死亡 [10] - 远程手术技术能显著减少患者长途转运时间,可能节省一个半小时或两小时的车程,具有重大积极影响 [10] - 全球约有800万病人面临严峻医疗问题,其中多达500万病人无法获得急需的手术治疗,远程医疗是极具潜力的发展方向 [14] 技术实践与临床进展 - 远程手术系统利用5G网络低延迟、高带宽优势,实现高效的远程手术控制 [12] - 已在动物研究中实现跨越9300公里的远程手术操作,例如苏黎世团队远程操控导管精准抵达猪大脑内的血栓位置 [12][13] - 在香港与多疾病控制中心合作,成功复制了苏黎世的远程诊疗实验,两地相距9300公里,针对脑血管和心血管疾病的诊疗均取得理想成效 [15] - 在香港的实践是世界上首次展示在数千公里之外进行器官检查的能力 [15] 行业影响与未来展望 - 普惠化的手术革命可将远程手术纳入其中,在时间紧迫、距离过远或缺乏专科医生的情况下发挥关键作用 [16] - 远程手术技术使患者无需长途奔波即可获得顶尖医院的远程治疗服务,部分患者即便到医院也并非一定需要现场手术治疗 [14][16] - 中国在微型机器人领域进步瞩目,相关设备在质量和产量方面均展现出极高水准 [16]
谭蔚泓院士团队开发核酸适配体偶联药物ApDC,抗癌效果令人鼓舞
生物世界· 2025-09-25 10:30
癌症治疗市场背景与未满足需求 - 2022年全球新发癌症病例近2000万例,癌症相关死亡病例达970万例,癌症已成为全球疾病相关死亡的主要原因之一[3] - 传统化疗和放疗因缺乏肿瘤特异性,会对正常组织造成损害并导致严重不良反应[3] - 行业需要能够将细胞毒性药物选择性递送至肿瘤细胞、实现精准杀伤并降低全身毒性的新策略[3] 靶向药物递送技术平台演进 - 抗体药物偶联物已成为肿瘤学领域增长最快的治疗类别,目前有15种ADC药物获美国FDA批准,超过100种处于临床试验阶段[5] - 多肽药物偶联物作为下一代靶向抗癌药物已获得行业关注[5] - 核酸适配体-药物偶联物是新兴策略,通过将适配体的靶向准确性与药物载荷的治疗效果结合[5] 核酸适配体-药物偶联物技术优势 - 核酸适配体是一类短的单链DNA或RNA寡核苷酸,具有合成简便、可定制、热稳定性好、分子小、组织穿透能力强等广泛优点[5] - ApDC将核酸适配体作为独特靶向配体,成为靶向癌症治疗领域颇具吸引力的新策略[3][6] Sgc8c-M ApDC候选药物特性 - Sgc8c-M由强效抗有丝分裂剂MMAE与靶向PTK7的核酸适配体Sgc8c偶联而成,用于治疗PTK7过表达的癌症[4][6] - 在多种PTK7过表达癌症模型中,Sgc8c-M能有效诱导持续肿瘤消退,效果优于未偶联MMAE、紫杉醇及靶向PTK7的ADC药物[6] Sgc8c-M临床前研究数据 - 小鼠药代动力学研究显示Sgc8c-M能在肿瘤中快速蓄积并维持MMAE水平,同时从血浆和正常组织中快速清除[7] - 大鼠研究中超过75%的MMAE在24小时内通过尿液和粪便排出,重复给药后全身药物暴露量相当且无蓄积现象[7] - 食蟹猴研究中Sgc8c-M表现出良好剂量依赖性药物暴露,多次给药后未见明显蓄积,耐受性良好[7] - 毒性评估显示高效力治疗剂量安全,极高剂量产生的毒性可被可控逆转[7] 行业影响与前景 - 该研究为新兴ApDC的临床转化提供了有价值见解[9] - Sgc8c-M显示出作为有效抗肿瘤药物的潜力,从啮齿类到非人灵长类的全面评估结果充满希望[4][9]