双泳动无线装置实现定向无载体靶向给药：突破生物屏障的物理控制递送新策略

针对化疗药物难以穿透实体瘤生物屏障及精准控释的难题，韩国科学技术研究院团队开发了基于电泳控释（electrophoresis）和离子电渗（iontophoresis）的双泳动无线给药系统（DPw-DDS）。该系统通过Zn基电化学池和离子二极管实现可调式脉冲给药，结合三维断层扫描验证其递送效率较被动扩散提升4倍，在两周治疗中使肿瘤体积缩小50%且避免心脏、肝脾肾等脱靶损伤，为克服生物屏障提供了物理靶向递送新范式。

　　

化疗药物如何穿透致密的肿瘤组织并精准释放，一直是癌症治疗的重大挑战。传统静脉给药因全身毒性大、肿瘤渗透差，而纳米载体又面临免疫清除和器官蓄积问题。更棘手的是，即便药物到达肿瘤附近，紧密连接、增厚的细胞外基质等生物屏障仍会阻挡药物深入核心区域。现有植入式给药系统虽能局部递送，却存在体积庞大、不可逆损耗或无法穿透深部组织等缺陷。

韩国科学技术研究院（Korea Institute of Science and Technology, KIST）的研究团队在《科学·进展》发表了一项突破性研究，开发出双泳动无线给药系统（Dual-phoretic wireless drug delivery system, DPw-DDS）。该系统创新性地整合电泳控释与离子电渗技术，通过物理力场定向驱动药物穿透生物屏障，实现了"释放-渗透"全链条精准调控。

研究采用三大核心技术：1）基于Zn/Zn²⁺氧化还原反应的低压（≤1 V）电化学系统，避免水电解副反应；2）磺化聚苯醚（SPPO）/季铵化聚苯醚（QPPO）离子二极管，实现药物释放开关比达30倍；3）近场通信（NFC）无线控制模块，支持15 cm远程操控。实验使用人肝癌HepG2小鼠模型，通过三维光片显微成像和液相色谱-质谱联用（LC-MS）定量分析。

电泳控释的可编程性
离子二极管在反向偏压（3 V）时形成离子耗尽区，5-氟尿嘧啶（5-FU）泄漏量仅为被动扩散的50%；正向偏压（-3 V）时药物释放量提升5倍。通过调节电压时序，可实现线性（持续释放）或凹形（脉冲释放）给药曲线，满足个体化治疗需求。

双泳动的穿透增强效应
以阿霉素（DOX）为模型药物，双泳动（电泳+离子电渗）组的肿瘤核心药物浓度达2.23×10³ a.u.，较单纯电泳组（0.61×10³ a.u.）提高4倍。三维重建显示药物可穿透至距释放点6.5 mm处，突破传统递送的深度限制。

体内治疗效果验证
两周无线治疗中，双泳动组肿瘤体积缩小50%，显著优于电泳组（205%体积增长）和直接水凝胶组（210%）。组织学分析显示治疗组肿瘤外围区凋亡标志物TUNEL阳性率显著升高，而心、肝、脾、肾等器官未出现病理损伤，证实了靶向安全性。

该研究的革命性在于将给药系统从"被动扩散"升级为"主动穿透"，通过物理场协同作用克服了生物屏障这一根本性难题。离子二极管与Zn电化学的联用，首次实现了无线植入环境下的长效可控释放（>3周）。研究者进一步指出，未来可通过集成柔性微流控网格扩大径向递送范围，或结合电穿孔技术增强大分子药物胞内摄取，为mRNA疫苗等新兴疗法提供递送平台。这项技术不仅适用于肿瘤治疗，对需长期给药的慢性感染、自身免疫疾病等同样具有转化潜力。