肿瘤治疗的药物递送系统研究的目的是建立可以将药物定向输送到病灶部位的递送体系，以提高杀死肿瘤的效率并减少毒副作用的发生；更进一步地，如果能够实现药物在肿瘤部位的可控释放，这将会是更为优越的治疗手段。红细胞具有长达120天的体内循环时间，良好的稳定性和伸缩性，无外移植物的免疫原性，是一种很好的肿瘤药物递送载体。同时，载药红细胞可对高压电场刺激产生响应性释放。但传统高压电源设备体积庞大，安全系数低，患者无法自主操作，这些因素阻碍了电场控制式药物递送系统在肿瘤治疗中的应用。

有鉴于此，中国科学院北京纳米能源与系统研究所李舟课题组完成了磁性互斥结构植入式摩擦纳米发电机的研制，并与中科院过程工程研究所研究员魏炜合作，将其用于控制载药红细胞在肿瘤部位的定点药物释放，实现了高效的肿瘤治疗效果。

要点

1. 磁铁的同极斥力使得磁铁纳米发电机在封装和植入后仍然能够保持长久稳定的电能输出，纳米发电机的电场对装载阿霉素的红细胞膜具有精准的控制释放作用：施加电场时，药物释放加速为本底值的3-4倍；而在电场消失后，药物释放量迅速回归本底值，从而实现了药物的可控释放。

2. 将磁铁纳米发电机与叉指电极或微针电极结合，在二维肿瘤细胞、三维肿瘤球团以及小鼠体内的实体肿瘤三个层面，均实现了低浓度给药前提下的优异肿瘤治疗效果。

3. 尤其是在活体实验中，该纳米发电机与微针电极相结合的药物递送和释放系统，显著延长了荷瘤小鼠的生存寿命，并且对荷瘤小鼠毒副作用更低。

4. 基于磁性互斥结构纳米发电机微型化和高电压低电流输出的特点，该药物可控释放系统可安全地作为穿戴式或植入式电源应用于实际的医疗场景，为可控药物递送系统以及肿瘤治疗提供新的解决方案。

参考文献：

Chaochao Zhao et al. Highly Efficient In Vivo Cancer Therapy by an Implantable Magnet Triboelectric Nanogenerator. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201808640

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201808640