本文介绍了一项由Xuan Qin、Haoliang Shi、Hongyang Li、Binbin Chu、Jiawei Zhang、Zhen Wen、Xuhui Sun、Houyu Wang和Yao He等研究人员共同完成的研究，该研究于2025年发表在《Nature Communications》期刊上。研究团队来自苏州大学功能纳米与软材料研究所、苏州纳米科技协同创新中心、澳门科技大学转化医学中心以及澳门科技大学材料科学与工程学院。该研究旨在开发一种新型的非侵入性药物递送系统，用于治疗眼底疾病。

研究背景

眼底疾病，如脉络膜新生血管化（CNV）和葡萄膜黑色素瘤，通常需要侵入性治疗，如玻璃体内注射。然而，这些方法存在感染、视网膜脱离等风险，且药物通过血-视网膜屏障（BRB）的效率较低。尽管非侵入性方法更为安全，但其药物递送效率通常低于5%。为了解决这一问题，研究团队开发了一种可穿戴的电驱动开关（Wearable Electrodriven Switch, WES），通过电刺激增强药物通过巩膜-脉络膜-视网膜途径的渗透性。

研究流程

WES系统由电驱动药物递送镜片（EDDL）和方波发生器（SWG）组成。SWG通过NE555型定时器芯片将直流电（DC）转换为单相方波脉冲电流（PC），并将其传输到EDDL。EDDL中的电极通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）镜片嵌入，通过电刺激促进细胞内钙离子（Ca2+）的快速增加，进而增强药物通过巩膜-脉络膜-视网膜途径的递送。

研究团队首先评估了WES在ARPE-19细胞和人类脐静脉内皮细胞（HUVECs）中的细胞毒性，确定了安全电流信号类型。随后，他们使用免疫球蛋白G（IgG）作为模型药物，评估了WES递送大分子药物的能力。通过调整电刺激时间和频率，研究团队确定了最佳的PC参数，并发现WES显著提高了IgG的递送效率。

主要结果

WES在递送IgG时的效率达到14%，与玻璃体内注射的16%相当。此外，WES增强的抗血管内皮生长因子（anti-VEGF）递送显著抑制了脉络膜新生血管化，抑制率达到86%。WES递送的抗程序性死亡配体1（anti-PD-L1）在治疗早期脉络膜黑色素瘤方面比静脉注射更有效，且对眼部健康无不良影响。

结论

WES系统通过电刺激可逆地打开细胞连接，增强了大分子药物通过巩膜-脉络膜-视网膜途径的递送。该系统在非侵入性治疗慢性眼底疾病方面具有显著潜力，特别是在治疗脉络膜新生血管化和脉络膜黑色素瘤方面表现出色。长期安全性评估表明，WES对眼部和全身健康无不良影响。

研究亮点

1. 高效药物递送：WES系统显著提高了大分子药物的递送效率，达到14%，远高于其他非侵入性方法。
2. 非侵入性治疗：WES通过电刺激实现非侵入性药物递送，避免了传统玻璃体内注射的风险。
3. 多功能性：WES系统适用于多种大分子药物，包括单克隆抗体、DNA折纸和细胞外囊泡。
4. 安全性：长期研究表明，WES对眼部和全身健康无不良影响，具有良好的生物相容性。

研究意义

WES系统为非侵入性治疗眼底疾病提供了新的可能性，特别是在治疗脉络膜新生血管化和脉络膜黑色素瘤方面表现出色。该系统的成功开发为未来治疗其他视网膜退行性疾病奠定了基础，具有重要的科学和应用价值。