随着光学技术向医疗领域的拓展，展示了光疗的巨大应用潜力，如激光手术、传感和成像等。然而，表层组织对光的散射和吸收会引起光能的损耗，导致对体内器官和组织进行在波长、面积、深度和强度等方面高度可控的光照仍然是一个重大挑战。
近日，浙江大学爱丁堡大学联合学院(ZJE)周民研究员团队和浙江大学朱旸研究员、张磊教授、高长有教授合作开发了一种可生物降解的柔性导光贴片iCarP用于体内器官和组织的光照。在iCarP中，拉锥光纤（TOF）尖端和可生物降解的透明聚酯（PMCL）贴片中保留了微米级的空气层，这使得通过光纤传导过来的光首先在TOF尖端发生散射，然后依次在空气/ TOF和空气/ PMCL界面上发生折射，从而实现对光的发散，得到了类似于灯泡状的照明，同时改变了光的出射方向。这使得iCarP无需侵入目标组织内部，只需贴在目标表面就可以实现大面积、大深度、可重复、可编程的光照。PMCL的柔性支持其在运动的组织（如心脏、骨骼肌）上的应用，而光纤可以在光照结束后被移除，留下可降解的PMCL基底于目标组织。团队验证了iCarP在小鼠肿瘤的光热（808 nm）、光动力治疗（473 nm），以及通过光照小球藻光合产氧（660 nm）缓解大鼠梗死心肌缺氧中的效果；通过比格犬胸腔镜植入展示了iCarP与微创手术的兼容性。以上结果表明，iCarP是一种具有广泛适用性的光照设备。
图1.iCarP的设计、功能及其在体内器官和组织光照应用的示意图。
图2. iCarP的制备和光散射性能。
图3. iCarP光照诱导原位光合作用产氧用于心肌梗死治疗。
图4. iCarP的微创植入演示。
该研究以“A biodegradable, flexible photonic patch for in vivo phototherapy”为题发表在《Nature Communications》上（Nat. Commun. 2023,14, 3069）。浙江大学博士生邓凯铖、唐瑶，华东理工大学副研究员肖艳，浙江大学博士后钟丹妮为文章的共同一作；浙江大学朱旸研究员、张磊教授、高长有教授和ZJE周民研究员为共同通讯作者。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、之江实验室重大科研项目、浙江省重点研发项目和浙江大学滨江研究院的支持。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38554-x
课题组介绍
About lab
周民研究员于2023年1月加入ZJE，是恶性肿瘤预警与干预教育部重点实验室副主任、中华核学会放射药物分会常务理事以及国家药监局放射性药物评价重点实验室学术委员会委员。
课题组研究方向为转化医学，全方位涉及从药物的前期设计、研发、材料表征测试，到细胞水平验证，到小动物水平评估，再到大动物水平的预临床检测，最后到临床试验的开展。
课题组网页：
https://person.zju.edu.cn/mi
