南方医科大学涂盈锋/珠江医院韩帅《AM》：仿生清扫微机器人主动治疗溃疡性结肠炎

高分子科学前沿 · 公众号 · 化学 · 2025-01-29 11:06

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溃疡性结肠炎是一种由免疫介导的慢性进行性疾病，高度影响患者生活，已成为全球一大健康挑战。现有治疗方法主要针对症状缓解，包括抗炎药、免疫抑制剂和生物制剂等，然而长期服用这些药物可能会导致严重副作用和耐药性。因此，亟需开发一种能够直接靶向溃疡性结肠炎诱因的生物相容性良好的高效治疗策略。

受扫地机器人的启发，针对溃疡性结肠炎炎症微环境中过量释放的cfDNA和ROS等病理损伤分子，南方医科大学涂盈锋教授、珠江医院韩帅教授和中山大学彭飞教授等人通过联合镁基微机器和阳离子聚合物，设计了一种仿生清扫微机器人，能够在其前进过程中清除周围环境中的病理损伤分子（图1）。通过以镁基微机器作为核心主体，最外层不对称修饰阳离子聚合物聚乙烯亚胺，成功构建了具有高效清除病理损伤分子能力的仿生清扫微机器人（图2）。针对结肠炎中过量释放的ROS以及cfDNA，当仿生清扫微机器人进入结肠微环境后，基于其表面修饰的阳离子聚合物特性，仿生清扫微机器人在运动过程中能够有效吸附周围环境中的cfDNA，从而阻断cfDNA诱导的炎症级联反应；同时，其在运动过程中的副产物H₂可以有效中和炎症病灶中过量的ROS，减轻氧化应激。此外，仿生清扫微机器人在结肠肠腔空间内的自主运动又能进一步增加其与病理损伤分子接触并捕获的机会，进而增强对病理损伤分子ROS和cfDNA的清除，实现对结肠炎炎症风暴的精准控制。研究结果表明，所开发的仿生清扫微机器人能够选择性地主动高效清除炎症风暴病灶中的cfDNA和ROS等病理损伤分子，并利用其独特的运动性能进一步增强病理损伤分子的清除效率，从而抑制肠道炎症风暴，实现溃疡性结肠炎的主动精准治疗（图3）。该策略为溃疡性结肠炎以及其他cfDNA和ROS相关疾病提供了一种高效的“无药物”治疗策略，具有广阔的临床应用潜力。

相关工作以“A Biomimetic Sweeping Microrobot for Active Therapy of Ulcerative Colitis”为题发表在《Advanced Materials》。