精準(zhǔn)的腫瘤診療技術(shù)是改善患者預(yù)后、降低復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。然而，傳統(tǒng)微創(chuàng)介入導(dǎo)管在臨床應(yīng)用中仍面臨諸多挑戰(zhàn)：導(dǎo)航靈活性不足、功能單一、依賴反復(fù)X射線成像，且難以在術(shù)中實(shí)時(shí)獲取腫瘤邊界信息。現(xiàn)有的磁控導(dǎo)管雖在外場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下展現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)航能力，但受限于制造工藝，往往難以在微型化尺度內(nèi)集成傳感、給藥、治療等多種功能。因此，開發(fā)一款集高精度導(dǎo)航、實(shí)時(shí)診斷與精準(zhǔn)治療于一體的多功能微創(chuàng)器械，對(duì)于提升腫瘤介入診療水平具有重要意義。

三維（3D）多軸打印技術(shù)為多功能醫(yī)療器械的集成化與微型化開辟了新路徑。近期，中山大學(xué)蔣樂倫教授與謝曦教授團(tuán)隊(duì)在《Nature Communications》上發(fā)表題為“Magnetic-driven Multifunctional Optoelectronic Catheter for in vivo chemical mapping and precisely guided-tumor therapy"的研究論文。該研究開發(fā)了一款直徑為2.5 mm的磁性驅(qū)動(dòng)多功能光電導(dǎo)管（MDMOC），集成了磁控導(dǎo)航、多參數(shù)電化學(xué)傳感、藥物靶向遞送以及局部光動(dòng)力治療等多項(xiàng)功能，為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜腫瘤的精準(zhǔn)診療提供了一體化平臺(tái)（圖1）。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，研究者通過自研的多芯同軸3D打印技術(shù)，一步法打印了集成液態(tài)金屬導(dǎo)電通道的多軸柔性鞘管。液態(tài)金屬使導(dǎo)管彎曲柔性大幅提升，同時(shí)確保多通道電信號(hào)穩(wěn)定傳輸。導(dǎo)管表面通過紫外光交聯(lián)形成水凝膠涂層，顯著降低摩擦系數(shù)，改善了導(dǎo)管在復(fù)雜解剖環(huán)境中的通過性。內(nèi)置磁環(huán)不僅賦予導(dǎo)管優(yōu)異的磁響應(yīng)變形能力，還使其在X射線成像下清晰可視。值得注意的是，作者通過摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）3D打印技術(shù)（nanoArch^® S140，精度：10 μm）制作了前端電化學(xué)傳感陣列保護(hù)外殼結(jié)構(gòu)。該箭簇狀外殼不僅對(duì)內(nèi)部傳感器的有效保護(hù)，其內(nèi)部菱形孔的設(shè)計(jì)還能保證待測(cè)組織液順利流通。

圖1. MDMOC的實(shí)物圖與結(jié)構(gòu)表征。

為了驗(yàn)證MDMOC的腫瘤邊界識(shí)別能力，研究團(tuán)隊(duì)在兔原位肝癌模型中進(jìn)行了多點(diǎn)原位化學(xué)檢測(cè)（圖2）。導(dǎo)管內(nèi)置的四種電化學(xué)傳感器分別針對(duì)腫瘤微環(huán)境四種標(biāo)志物——pH、H?O?、鉀離子（K?）和谷胱甘肽（GSH）。通過在腫瘤及周邊組織進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)，研究者繪制了四種標(biāo)志物的濃度分布熱圖，清晰呈現(xiàn)腫瘤-正常組織界面的濃度梯度。多模態(tài)數(shù)據(jù)融合顯著提升了邊界檢測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)了接近病理學(xué)金標(biāo)準(zhǔn)的腫瘤勾勒效果。

圖2. MDMOC在新西蘭兔肝腫瘤模型中的腫瘤邊界測(cè)繪體內(nèi)評(píng)估。

進(jìn)一步，研究者在小鼠原位肝癌模型中驗(yàn)證了MDMOC的診療一體化性能（圖3）。通過導(dǎo)管內(nèi)置通道局部注射光敏劑，并聯(lián)合光纖傳導(dǎo)激光進(jìn)行原位光動(dòng)力治療。與全身給藥相比，局部遞送顯著增加腫瘤內(nèi)藥物蓄積。治療后監(jiān)測(cè)顯示，MDMOC組腫瘤生長(zhǎng)抑制明顯，同時(shí)主要器官未觀察到明顯損傷，證實(shí)了其高效低毒的治療優(yōu)勢(shì)。

圖3. 利用 MDMOC進(jìn)行體內(nèi)腫瘤診斷與治療。

在巴馬豬模型中，研究者評(píng)估了MDMOC的臨床適用性。在數(shù)字減影血管造影引導(dǎo)下，MDMOC在外磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下成功穿越復(fù)雜血管路徑，精準(zhǔn)進(jìn)入目標(biāo)血管分支并完成對(duì)比劑注射。在腹腔鏡輔助下，MDMOC實(shí)現(xiàn)了對(duì)肝臟表面多病灶的定位穿刺、原位電化學(xué)檢測(cè)和模擬給藥，并在心臟搏動(dòng)導(dǎo)致的肝臟位移中保持穩(wěn)定貼靠（圖4）。

圖4. MDMOC微創(chuàng)介入手術(shù)的演示。

總結(jié)：研究者開發(fā)的MDMOC技術(shù)為腫瘤微創(chuàng)介入診療提供了一個(gè)功能高度集成的多功能平臺(tái)。通過磁控導(dǎo)航、多模態(tài)原位傳感與局域治療的協(xié)同整合，MDMOC能夠在復(fù)雜體內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)快速“感知-決策-治療"閉環(huán)，不僅實(shí)現(xiàn)了腫瘤邊界的精準(zhǔn)化學(xué)描繪，還顯著提升了治療的針對(duì)性與安全性。未來，該技術(shù)有望拓展至更廣泛的腫瘤類型和介入場(chǎng)景，推動(dòng)個(gè)性化精準(zhǔn)腫瘤治療的發(fā)展。