摘要：光控药物可以实现对药物活性的高时空分辨调控,提升药物选择性,在疾病精准治疗方面展现出广阔的应用前景。然而,基于传统光开关染料的光控药物往往受限于光调控-药物活性难以协同、生理环境毒性大、稳定性差等瓶颈,难以满足活体应用需求。药物活性光开关染料兼具药物活性及光开关性能,以此构建的新型光控药物可以实现光控单元与药物活性“一体化”,协同光反应性能与药物活性,有效提升光控药物设计效率与生物相容性。本文围绕光调控效率、生物相容性这两个关键性能,对近年来报道的基于药物活性光开关染料构建的新型光控药物及其生物应用进行归纳总结,对不同种类的光开关染料特性进行概括与评价,最后对未来光控药物设计及光药理学应用前景进行了展望。

摘要：目的本研究聚焦开发一种新型光开关生物力学材料,旨在通过光信号实现材料微观力学性能的原位实时调节,为探索细胞行为与力学环境间复杂相互作用提供了新材料与新方法。方法将偶氮苯、香豆素等光敏基团通过共价键合引入生物相容性聚合物骨架,设计出光响应聚合物网络。通过精确调控交联参数,如强度、密度等,实现了材料机械强度与应力松弛特性的解耦和对材料微环境力学特性的按需定制。此外,构建了细胞-材料交互模型,系统研究了光调控下力学微环境变化对细胞行为及胞外囊泡释放的诱导作用。结果通过改变光照波长,可在保持机械强度稳定的前提下,大幅度调整材料的应力松弛时间,精确匹配“细胞最适区”力学条件,有效指导细胞铺展、迁移及分化过程,精准调控胞外囊泡的迁移效率。上述结果表明,该光响应功能材料具有精准介导细胞功能和行为的功能。结论本研究成功研制光开关生物力学材料,展示了对材料力学性能的高精度光调控能力,验证了其在深入解析细胞力学响应机制及指导细胞命运决定中的应用潜力。这一成果为设计智能生物医学装置、优化组织工程策略及推进再生医学研究提供了新的材料学基础。