本技术涉及一种创新的生物杂化纳米机器人,该机器人由金钯纳米酶与含D-乳酸脱氢酶的细菌外膜囊泡构成,展现了独特的结构与功能。本技术详细介绍了纳米机器人的制备流程及其在生物医学等领域的潜在应用,为未来纳米技术的发展提供了新的方向。
背景技术
纳米催化医学利用纳米催化剂的独特特性,在肿瘤微环境中触发化学反应,从而可能克服传统疗法的局限性。它具有提高治疗效果、减少副作用以及动态调节肿瘤微环境的优势,现已成为生物医学中备受瞩目的研究热点之一。研究人员致力于设计和制备特定或多功能的纳米催化剂,以启动催化反应,动态调控肿瘤微环境,从而以更高效、更持久的方式实现肿瘤的治疗效果。这一治疗策略利用肿瘤的内源性物质作为治疗底物,通过原位产生活性氧(ROS)等毒素或其他治疗性产物,避免了高剂量外源有毒化学物质的使用,成为抗肿瘤治疗的前沿方法。目前,该领域仍处于早期阶段,面临的挑战包括控制ROS水平以避免对正常组织的损害,以及确保纳米催化剂能够安全代谢或清除出体外。未来的研究需要进一步优化这些技术,以便临床应用,重点是提高靶向性、减少副作用。
由于复杂的肿瘤微环境和肿瘤间质压力大,目前仅有约0.7%的给药剂量能够在体内准确抵达靶标位置,大量的药物被迫积累在肿瘤边缘或者血管处,难以渗透到肿瘤内部实现有效杀伤,自驱动纳米系统在克服当前肿瘤纳米药物治疗中存在的生物屏障方面展现出巨大潜力。在此背景下,微型和纳米马达表现出优异的靶向特性,其药物递送效率显著高于传统的被动颗粒。此外,在穿透生物屏障方面,如粘液、细胞或球体,微型和纳米马达的表现也远优于传统纳米颗粒。利用肿瘤内源性物质作为生物催化剂来设计自推进颗粒,因其可利用内源性燃料实现纳米马达的现场激活,并设计出完全生物相容的马达-燃料复合物,正在成为一种颇具前景的策略。然而自驱动马达系统存在显著的局限性,限制了其整体性能:缺乏运动方向控制(即随机的无方向运动)和生物相容性差(免疫系统清除)。
有鉴于此,特提出本发明。
实现思路