开发时间、空间和剂量高度可控的给药系统所面临的主要挑战包括：需要实现精确的个体化释放曲线，应对复杂多变的临床情况，以及满足患者的个体条件。其次，还需要克服药物载体的非特异性刺激反应性、有限的可逆性、稳定性、储存性和生物相容性等限制。此外，定制药物微载体还需要低成本、用户友好型生产平台。

导读

近期，中国科学技术大学徐晓嵘教授团队提出了一种紫外-可见光循环介导的光开关微胶囊（PMC），具有动态渗透性切换能力，可实现精确和定制的药物释放。相关研究以“Programmable Photoswitchable Microcapsules Enable Precise and Tailored Drug Delivery from Microfluidics”为题发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。

本文要点：

1、本研究介绍了一种新型可编程光开关微胶囊，能够实现精确和定制的药物释放。

2、详细探讨了微胶囊中药物的释放模型和理论方程，并提出了在实验中准确预测药物释放的方法。

3、还讨论了该技术在药物传递领域的应用前景，并展示了相关的研究成果。

全文总结/概括：

可编程光开关微胶囊具有以下优势：

1、高度可控的药物释放：通过UV或可见光的选择性照射，实现对药物释放的高度可控性，包括时间、空间和剂量控制。

2、多功能性：除了光响应性，这些微胶囊还具有磁性、影像学特性等，为个性化药物传递和栓塞治疗提供了巨大潜力。

3、精准的癌症治疗：可用于精准的肿瘤细胞治疗，通过选择性的UV照射，实现对肿瘤细胞的精准灭活，展现了治疗效果。

4、可移除性和生物降解性：这些微胶囊可以通过磁场移除，即使未被移除，也有望被生物降解。

5、用于栓塞治疗：在栓塞治疗中具有快速栓塞、高药物负载、精准药物传递和MRI等功能，有助于提高治疗效果。

光开关微胶囊在癌症治疗和栓塞治疗中的潜在应用如下：

光开关微胶囊因其独特的性质，在癌症治疗和栓塞疗法中具有潜在的应用前景。在癌症治疗中，这些微胶囊可用于精确和定制的药物输送，实现空间定制的药物控制释放模式以及个性化和精确的治疗。它们还能被紫外线选择性激活，使所需区域的肿瘤细胞失活，从而显示出治疗效果和可模式化癌细胞治疗的实用性。

在栓塞治疗方面，光开关微胶囊可用于经导管动脉化疗栓塞（TACE）。它们具有快速栓塞、高载药量、精确给药和磁共振成像等功能，而且可生物降解和拆卸。此外，包裹有磁性纳米颗粒的磁性微囊可在栓塞后用于磁共振成像，以防止经导管部署过程中发生异位栓塞。此外，在栓塞和灭活肿瘤细胞后，微胶囊可在磁场作用下被移除，即使未被移除的微胶囊预计也会被生物降解。这种方法可以将高浓度的化疗药物输送到肿瘤，而不会增加全身浓度，促进肿瘤缺血和坏死。因此，光开关微胶囊有望为个性化给药和栓塞治疗提供一种新方法。

图1.具有可编程光释放功能的多功能微胶囊的图示，用于精确和定制的药物递送。

图2.光开关微滴和微球的表征。

图3.光开关微滴和微球的表征。

图4.PMCs的表征。

图5.PMCs的表征。

图6.用于定制药物递送的PMCs。

图7.用于肿瘤细胞治疗体外模型的PMCs。

图8.用于体外化学栓塞实验的PMCs。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.3c17621