Adv Sci：闪光一次，自动给药，浙江大学任探琛等发现植入式光控贴片实现心肌梗死后“按需分次”主动治疗

心肌梗死（MI）仍然是人类健康的主要威胁之一。心肌梗死后修复是一种慢性病理过程，通常需要数周甚至数月的药物干预以抑制过度炎症反应和心室重塑。微环境响应型、局部植入或注射药物递送系统可实现多种长期释放模式，并已在心肌梗死后修复这类慢性疾病的治疗中取得一定研究进展。

这类体系通常依托微环境响应材料，植入后可响应体内内源刺激信号，按照预设模式释放药物。但其释药动力学本质上属于被动，因此难以满足心肌梗死等慢性疾病复杂修复过程中，对释药时机、给药剂量进行动态主动调控的临床需求。

为实现局部给药系统的 “主动程控释药”，已有研究外部刺激手段，其中光控策略具备极佳的时空精准度，研究者开发了各类植入式发光器件，能够将光信号递送至心脏等深部组织。但现有研究体系仍存在两大明显缺陷。

第一，多数研究将植入式光学器件与单独注射的光敏药物搭配使用，给药方式本质为不可程控的静脉注射，缺乏长效局部药物储库。第二，即便部分体系将药物载体与导光结构物理复合，药物也多为物理包裹形式；该结构易出现药物提前渗漏，且释药曲线调控精度差，无法满足长期治疗所需的稳定性与可程控性。综上，目前仍缺少一款深度一体化植入装置，同时整合稳定、精准程控的药物储库与植入式发光平台。

光触发前药化学通过光可裂解连接臂将药物共价偶联，从分子设计层面提供了理想的材料解决方案；可最大限度降低基础渗漏，同时建立光照剂量与药物释放量之间的定量对应关系。但绝大多数现有设计中，药物释放与光照严格耦合：光解反应即刻大量释放活性药物，撤去光照后释药随即终止。

因此，构建具备定制化自降解动力学特性、稳定可程控的前药储库，并将其与植入式发光平台集成于单一装置，是实现深部组织长效、真正程控化治疗极具前景却尚未被充分开发的策略。

图形摘要（图源自

Advanced Science

）

本研究构建一款一体化植入式光触发前药储库贴片（iPDP）用于心肌梗死后治疗。该装置将独特的光触发缓释前药水凝胶（GTel-hydrogel）与定制化导光器件深度复合，形成经皮调控平台，从而在深部组织中实现真正意义上的主动程控释药。

该水凝胶内的前药 GTel 搭载 2,6 - 双羟甲基苯胺型自降解连接臂：共价偶联的替米沙坦经短时光照快速活化，随后发生不依赖光照的持续水解并释放活性药物，基础渗漏量极低。这套两步级联化学反应将短时“光照指令”（数分钟）与长效“药物起效阶段”（数日）解耦——单次短时光照即可启动一套可控释放程序，使药物有效浓度维持数日，无需频繁光照干预。

前药共价整合入水凝胶网络后，分子层面的光响应特性转化为动力学可调的脉冲式释药模式。该设计可通过程控光照参数精准控制单次释药剂量，单枚植入装置支持多次按需释药循环。定制化导光组件作为经皮交互界面，临床医师可在装置植入后多次下达按需释药指令，精准把控给药时机与剂量，无需重复外科手术干预。

替米沙坦可靶向心肌梗死后动态进展的炎症与纤维化两大病理过程，提示分阶段主动程控给药方案相比单次给药，能够更持久地覆盖不同病程阶段的治疗需求。大鼠心肌梗死模型体内实验证实，该 iPDP 介导的主动分阶段给药策略，在改善心功能、抑制炎症方面疗效显著优于一次性释放同等总药量的方案。

iPDP 将每一次短时光照输入转化为长效药物治疗效果，建立了植入后主动程控释药全新范式，为心肌梗死后长期动态治疗提供极具潜力的干预策略。

参考消息：https://doi.org/10.1002/advs.76161