纳米粒子因其尺寸带来的增强渗透和滞留效应（EPR）在肿瘤治疗的药物开发中一直是研究的热点，尤其是在深部肿瘤的应对策略上。根据最近的研究，体内存在各种生物屏障以及复杂的肿瘤微环境，当纳米药物到达肿瘤区域的时候受限于这些因素的影响而难以渗透到瘤体深部。一般来说，肿瘤微环境蔓延着异常的血管网络，组织间液高压以及致密的细胞外基质等会严重地阻碍纳米药物进一步的扩散，使得抗肿瘤的收益大幅下降。
为此，南方医科大学药学院涂盈锋教授和中山大学材料学院彭飞教授团队围绕着增强肿瘤渗透的可控纳米器件进行设计，并将相关成果以题为“Hyperthermia-triggered biomimetic bubble nanomachines”的文章发表在Nature的子刊Nature Communications上[Nat Commun 14, 4867 (2023)]，其中南方医科大学高俊彬博士研究生为第一作者。研究利用金纳米笼（AuNC）作为载体框架与光热元件，在其内核负载氧饱和后的全氟己烷（PFO）和血红蛋白（Hb）。此外，表面同时包被吲哚菁绿（ICG）锚定的乳腺癌细胞膜（ICG@CCM）提供同源靶向的作用和后续生成活性氧的母体。
在体内，仿生纳米机器（ICG@CCM-AuNC-PO2-Hb）能够响应近红外激光（808 nm）的刺激，产生局部的高温导致荷载的PFO气化相变从而向纳米笼的孔外挤出细胞膜，形成具有更小尺寸结构的膜源性纳米囊泡，设计灵感启发于现实世界的泡泡机。得益于这种特性，在尾静脉给药后纳米机器会首先依靠同源膜的靶向作用，富集到肿瘤的表层区域，再借助激光照射产生光热效应对肿瘤达到初步的破坏。然后，纳米机器产生的囊泡会携带着血红蛋白和氧气渗入到实体瘤的深部，此时再用较高功率的激光进行二次照射，使囊泡上的ICG响应生成活性氧进一步地杀灭深层次的恶性细胞。
这种热触发的智能递药体系，具有非常创新的膜衍生设计理念。借助于外源激光的照射，能够在肿瘤原位产生更小尺寸的纳米囊泡促进有效的穿透，联合光热/光动力等抗肿瘤疗法，作为治疗实体瘤的潜在平台具有相当大的前景。该工作得到了国家重点研发计划(2022YFA1206900)，国家自然科学基金(22175083; 51973241; 31900567)等的资助。
