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浙江大學(xué)朱旸研究員、張磊教授、高長(zhǎng)有教授、周民研究員團(tuán)隊(duì)合作 Nat. Commun.: 可生物降解的柔性導(dǎo)光貼片用于體內(nèi)光療
2023-05-30  來(lái)源：高分子科技

  隨著光學(xué)技術(shù)向醫(yī)療領(lǐng)域的拓展，展示了光療的巨大應(yīng)用潛力，如激光手術(shù)、傳感和成像等。然而，表層組織對(duì)光的散射和吸收會(huì)引起光能的損耗，導(dǎo)致對(duì)體內(nèi)器官和組織進(jìn)行在波長(zhǎng)、面積、深度和強(qiáng)度等方面高度可控的光照仍然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。



  浙江大學(xué)朱旸研究員、張磊教授、高長(zhǎng)有教授和周民研究員團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)了一種可生物降解的柔性導(dǎo)光貼片iCarP用于體內(nèi)器官和組織的光照。在iCarP中，拉錐光纖（TOF）尖端和可生物降解的透明聚酯（PMCL）貼片中保留了微米級(jí)的空氣層，這使得通過(guò)光纖傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的光首先在TOF尖端發(fā)生散射，然后依次在空氣/ TOF和空氣/ PMCL界面上發(fā)生折射，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光的發(fā)散，得到了類似于燈泡狀的照明，同時(shí)改變了光的出射方向。這使得iCarP無(wú)需侵入目標(biāo)組織內(nèi)部，只需貼在目標(biāo)表面就可以實(shí)現(xiàn)大面積、大深度、可重復(fù)、可編程的光照。PMCL的柔性支持其在運(yùn)動(dòng)的組織（如心臟、骨骼。┥系膽(yīng)用，而光纖可以在光照結(jié)束后被移除，留下可降解的PMCL基底于目標(biāo)組織。團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了iCarP在小鼠腫瘤的光熱（808 nm）、光動(dòng)力治療（473 nm），以及通過(guò)光照小球藻光合產(chǎn)氧（660 nm）緩解大鼠梗死心肌缺氧中的效果；通過(guò)比格犬胸腔鏡植入展示了iCarP與微創(chuàng)手術(shù)的兼容性。以上結(jié)果表明，iCarP是一種具有廣泛適用性的光照設(shè)備。 


圖1. iCarP的設(shè)計(jì)、功能及其在體內(nèi)器官和組織光照應(yīng)用的示意圖。 


圖2. iCarP的制備和光散射性能。


圖3. iCarP光照誘導(dǎo)原位光合作用產(chǎn)氧用于心肌梗死治療。


圖4. iCarP的微創(chuàng)植入演示。


  該研究以“A biodegradable, flexible photonic patch for in vivo phototherapy”為題發(fā)表在《Nature Communications》上（Nat. Commun. 2023,14, 3069）。浙江大學(xué)博士生鄧凱鋮、唐瑤，華東理工大學(xué)副研究員肖艷，浙江大學(xué)博士后鐘丹妮為文章的共同一作；浙江大學(xué)朱旸研究員、張磊教授、高長(zhǎng)有教授和周民研究員為共同通訊作者。研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、之江實(shí)驗(yàn)室重大科研項(xiàng)目、浙江省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目和浙江大學(xué)濱江研究院的支持。


  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38554-x


  下載：A biodegradable, flexible photonic patch for in vivo phototherapy

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