药械结合（Drug-device Combination, DDC）通常指药物分子、生物材料与医疗器械的结合体，新型药械结合装置能够在不同物理、化学刺激下跨越生物屏障，靶向释放药物，实现治疗的最低风险和疗效的最优化，因此这一概念在现代医学中受到广泛关注。
天津大学
刘哲教授
团队
详细阐述了基于微/纳米生物材料的药械结合最新进展，介绍了物理场激活、无线远程健康数据传输等相关发展趋势，针对药-械-场整合（DDFI）、药-械-信息交互（DDII）、药-械-影像融合手术（DDIS）等方面的最新应用，提出了药械结合的当前挑战，展望了未来的前景与趋势。
相关工作以“Emerging trends in drug-device combination for advanced disease diagnosis and therapy”为题发表在期刊
Nano Today
。
【文章要点】
根据美国食品药品监督管理局（FDA）的定义，药械结合通常指药物、生物材料、医疗器械的结合体，用于健康管理与临床疾病的诊断、治疗与康复。它融合了医疗器械和治疗药物，在临床上有着广泛的应用，如药物涂层/浸渍装置、抗生素急救绷带、药物洗脱支架、透皮贴剂、抗菌导管等。药械结合这一概念最初应用于心血管和骨科疾病，而如今，最新一代产品（如可穿戴电子设备、3D打印植入设备、实时监测数字药物等）具有智能化、精准个性化等特点，已超越传统的药物递送系统、生物传感器的概念，呈现远程生物信息传输、生物材料-医疗器械协同、实时元数据分析集成等多样化功能，实现了现代医学健康管理与疾病诊疗的迭代创新。
（1）用于疾病诊疗的药-械-场整合 （Drug-device-field Integration, DDFI）
外源磁场、电场 和电磁场已被证明对生物心理过程有深远的影响，作为一种安全的临床手段，被应用于一些疾病诊断和治疗。由于生化和生理过程是基于电荷再分配或电荷流动的构象变化的情况，因此物理场和生物结构之间的相互作用可以触发生化和生理变化并改变生理途径。例如，将150 kHz电场与培美曲塞、铂类化疗药物联用，已成为恶性胸膜间皮瘤的一线治疗方案；洛莫司汀、替莫唑胺与电磁场联合，可用于胶质母细胞瘤的临床干预治疗。医用超声在疾病的诊断和治疗中起着“双面手”的作用，超声可穿透深部组织产生空化效应和热效应，有利于生成高分辨率图像，并实施多模态治疗。高强度聚焦超声（HIFU）与靶向微泡等载气造影剂结合，能实现深部组织恶性肿瘤的分子/细胞层面的诊断和治疗。在此方面，我们课题组设计合成了一系列双亲性多肽，并高效负载光/声敏物质（如吲哚菁绿、孟加拉玫瑰红等），通过自组装形成功能性纳米胶束，用于整合素α
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靶向的光/声动力联合治疗，在乳腺癌、黑色素瘤、宫颈癌、脑胶质瘤等模型中得到了可行性验证。
（2）用于健康管理的药-械-信息交互 （Drug-device-information Interaction, DDII）
个性化医学能够根据不同患者的个体差异与病症特点提供个性化的药物剂量。药-械-信息交互有利于实现药物、医学传感器与生物信息传输之间的无线远程互连互通，为从药物递送到健康监测的即时通信提供了便利。因此，药-械-信息交互有望在健康管理、疾病诊疗等领域提供一种人机协同的全新范式。大冢株式会社研发的阿立哌唑芯片片剂（Abilify MyCite）是国际上首个经FDA批准的数字药物，已用于抑郁症、高血压等慢性疾病的临床监测。当芯片片剂被患者服用到达胃部时，阿立哌唑药物得以释放，内置传感器自充电以记录药物溶解、代谢等信息。同时，患者皮肤智能贴片能够实时监测患者的血压、脉搏等生理体征，并通过无线蓝牙传输至终端，协助医护人员指导患者服药，并给予个性化养护与治疗。
（3）用于可视化医学的药-械-影像融合手术 （Drug-device-image Surgery, DDIS）
高灵敏微/纳米成像探针材料，配伍自动化、智能化外科手术器械，能够实现术中对病灶位置的精准导航，实时荧光成像可帮助医生准确识别病灶边界，从而减少对正常组织的损伤，显著改善患者预后，提高手术的成功率。如：包载吲哚菁绿的聚乙二醇化黑磷纳米片（ICG@BPNS-PEG）已被用于荧光导航的肿瘤靶向光热治疗。此外，微/纳米机器人可实现跨越生物屏障的靶向药物输送，及自我驱动的显微手术。据报道，一种受蚂蚁启发的智能纳米机器人已用于靶向癌症治疗，这些微型纳米机器人通过集群化控制，就像蚁群搬家一样协同作业，为肿瘤原位药物递送、高效病灶清除提供了新的可视化解决方案。
【结论与展望】
迄今为止，雅培、美敦力、波士顿等已开发了大量药械结合类产品。下一代药械结合技术的创新和发展将聚焦于多功能生物材料与无线远程生物信息传输的融合、用于实时生命监测的植入式生物传感器，以及基于实时图像/视频导航手术的疾病无创治疗等领域。生物材料、医疗器械与信息交互的紧密结合将是未来发展的必然趋势。同时，临床转化前的对其生物相容性与安全性的系统性评估尤为重要。另一方面，患者生物医学信息等隐私应得到充分尊重，数据采集及远程传输有信息暴露与滥用的风险，须通过伦理规则约束及相关立法杜绝此类情况的发生。
【课题组简介】
天津大学刘哲教授
：天津大学“北洋英才”长聘教授、博士生导师、英国皇家医学会会士（FRSM）、英国皇家化学会会士（FRSC）、英国皇家生物学会会士（FRSB），先后在美国斯坦福大学医学院分子影像研究中心（MIPS）、德国亚琛工业大学亥姆霍兹生物医学工程研究所从事博士后研究，聚焦智能疾病诊疗、可视化医学、影像导航手术等方向，开展基于智能医学材料的疾病干预与治疗新方法、新策略研究，主编中、英、德文学术专著6部（Springer Nature、Elsevier、化学工业出版社），参编中国肿瘤整合诊治技术等临床医学指南三项，兼任
Intelligence-Based Medicine（Elsevier）、VIEW（Wiley）、Cancer Letters
等国际学术期刊编委。
