成果1：近年來(lái)，微納米機(jī)器人的潛在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注。根據(jù)艾薩克·阿西莫夫的“機(jī)器人三定律”，沈健教授/毛春教授和合作者周敏教授提出了生物醫(yī)用微納米機(jī)器人的三個(gè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：1.生物醫(yī)用微納米機(jī)器人不得傷害人體，即必須滿足生物安全性要求；2.生物醫(yī)用微納米機(jī)器人必須保護(hù)其自身的存在，避免在發(fā)揮功效前失去其自身的生理活性；3.生物醫(yī)用微納米機(jī)器人必須服從人類發(fā)出的命令，滿足行為和功效可控要求，并能通過(guò)行動(dòng)減輕甚至消除人類所受到傷害，即具有治療功能。這是“阿西莫夫機(jī)器人三定律”在生物醫(yī)用微納米機(jī)器人應(yīng)用中的延展。該研究從生物相容性、基質(zhì)、表面修飾、驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)、靶向功能、裝載/釋放貨物和多模式聯(lián)合治療等方面給出了生物醫(yī)用微納米機(jī)器人的基本設(shè)計(jì)概念，為今后生物醫(yī)用微納米機(jī)器人的研發(fā)提供良好的設(shè)計(jì)參考理念，以應(yīng)對(duì)主要疾病發(fā)生和病理微環(huán)境的復(fù)雜性，并提高生物醫(yī)用微納米機(jī)器人臨床應(yīng)用的可能性。相關(guān)成果以“Three laws of design for biomedical micro/nanorobots”為題發(fā)表在Nano Today（影響因子18.962）期刊的“Opinion”版（Nano Today 2022,101560），該期刊為納米科學(xué)領(lǐng)域的世界頂級(jí)刊物。

 

　　成果2：藥物涂層球囊干預(yù)是治療動(dòng)脈粥樣硬化（AS）的重要途徑。然而，這種治療方法的缺點(diǎn)是藥物在病變部位的滯留和滲透性差。該團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種用于治療AS的改性球囊涂層的載脂藥物納米機(jī)器人。體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，引入親脂性載藥納米機(jī)器人技術(shù)可以大大提高藥物在動(dòng)脈粥樣硬化病變中的滯留和滲透性。特別是，NO還可以在改善內(nèi)皮細(xì)胞功能和減少氧化應(yīng)激方面發(fā)揮抗AS作用。載于納米機(jī)器人上的化療藥物PTX可以抑制細(xì)胞分裂和增殖，從而發(fā)揮抑制血管內(nèi)膜增生的作用，這有助于AS的多模式聯(lián)合治療。相關(guān)成果以Lipophilic NO-Driven Nanomotors as Drug Balloon Coating for the Treatment of Atherosclerosis“Three laws of design for biomedical micro/nanorobots”為題發(fā)表在Small（影響因子15.153）上（Small 2022,2203238），該期刊為納米科學(xué)領(lǐng)域的世界一流刊物。

 

　　成果3：腫瘤細(xì)胞中谷胱甘肽（GSH）的過(guò)度表達(dá)極大地抑制了傳統(tǒng)的鐵下垂誘導(dǎo)劑的治療效果，因此，控制GSH水平是提高鐵下垂療效的重要途徑。該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種基于金屬有機(jī)骨架材料NH2-MIL-101的納米機(jī)器人，可以通過(guò)在腫瘤中過(guò)度表達(dá)GSH來(lái)誘導(dǎo)形成趨化效應(yīng)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)納米機(jī)器人在腫瘤中遞送和滲透能力的提高，以及構(gòu)建多模式協(xié)同增強(qiáng)鐵下垂效應(yīng)應(yīng)用于腫瘤高效治療。相關(guān)成果以“GSH-induced chemotaxis nanomotors for cancer treatment by ferroptosis strategy”為題發(fā)表在Science China-Chemistry（影響因子10.138）上（Sci China Chem 2022,65,989-1002），該期刊為中國(guó)化學(xué)領(lǐng)域的一流刊物。

 

　　上述科研部分成果和南京大學(xué)附屬鼓樓醫(yī)院周敏教授團(tuán)隊(duì)合作，并得到國(guó)家/江蘇省自然科學(xué)基金及南京師范大學(xué)中青年領(lǐng)軍人才項(xiàng)目和生物醫(yī)藥功能材料創(chuàng)新平臺(tái)的支持。