精準的腫瘤診療技術是改善患者預后、降低復發風險的關鍵。然而，傳統微創介入導管在臨床應用中仍面臨諸多挑戰：導航靈活性不足、功能單一、依賴反復X射線成像，且難以在術中實時獲取腫瘤邊界信息。現有的磁控導管雖在外場驅動下展現出優異的導航能力，但受限于制造工藝，往往難以在微型化尺度內集成傳感、給藥、治療等多種功能。因此，開發一款集高精度導航、實時診斷與精準治療于一體的多功能微創器械，對于提升腫瘤介入診療水平具有重要意義。
三維（3D）多軸打印技術為多功能醫療器械的集成化與微型化開辟了新路徑。近期，中山大學蔣樂倫教授與謝曦教授團隊在《Nature Communications》上發表題為“Magnetic-driven Multifunctional Optoelectronic Catheter for in vivo chemical mapping and precisely guided-tumor therapy”的研究論文。該研究開發了一款直徑為2.5 mm的磁性驅動多功能光電導管（MDMOC），集成了磁控導航、多參數電化學傳感、藥物靶向遞送以及局部光動力治療等多項功能，為實現復雜腫瘤的精準診療提供了一體化平臺（圖1）。
在系統設計上，研究者通過自研的多芯同軸3D打印技術，一步法打印了集成液態金屬導電通道的多軸柔性鞘管。液態金屬使導管彎曲柔性大幅提升，同時確保多通道電信號穩定傳輸。導管表面通過紫外光交聯形成水凝膠涂層，顯著降低摩擦系數，改善了導管在復雜解剖環境中的通過性。內置磁環不僅賦予導管優異的磁響應變形能力，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（nanoArch? S140，精度：10 μm）制作了前端電化學傳感陣列保護外殼結構。該箭簇狀外殼不僅對內部傳感器的有效保護，其內部菱形孔的設計還能保證待測組織液順利流通。
圖1. MDMOC的實物圖與結構表征。
為了驗證MDMOC的腫瘤邊界識別能力，研究團隊在兔原位肝癌模型中進行了多點原位化學檢測。導管內置的四種電化學傳感器分別針對腫瘤微環境四種標志物——pH、過氧化氫（H?O?）、鉀離子（K?）和谷胱甘肽（GSH）。通過在腫瘤及周邊組織進行多點檢測，研究者繪制了四種標志物的濃度分布熱圖，清晰呈現腫瘤-正常組織界面的濃度梯度。多模態數據融合顯著提升了邊界檢測精度，實現了接近病理學金標準的腫瘤勾勒效果。
進一步，研究者在小鼠原位肝癌模型中驗證了MDMOC的診療一體化性能。通過導管內置通道局部注射光敏劑，并聯合光纖傳導激光進行原位光動力治療。與全身給藥相比，局部遞送顯著增加腫瘤內藥物蓄積。治療后監測顯示，MDMOC組腫瘤生長抑制效果顯著，同時主要器官未觀察到明顯損傷，證實了其高效低毒的治療優勢。
在巴馬豬模型中，研究者評估了MDMOC的臨床適用性。在數字減影血管造影引導下，MDMOC在外磁場驅動下成功穿越復雜血管路徑，精準進入目標血管分支并完成對比劑注射。在腹腔鏡輔助下，MDMOC實現了對肝臟表面多病灶的定位穿刺、原位電化學檢測和模擬給藥，并在心臟搏動導致的肝臟位移中保持穩定貼靠。
總結：研究者開發的MDMOC技術為腫瘤微創介入診療提供了一個功能高度集成的多功能平臺。通過磁控導航、多模態原位傳感與局域治療的協同整合，MDMOC能夠在復雜體內環境中實現快速“感知-決策-治療”閉環，不僅實現了腫瘤邊界的精準化學描繪，還顯著提升了治療的針對性與安全性。未來，該技術有望拓展至更廣泛的腫瘤類型和介入場景，推動個性化精準腫瘤治療的發展。
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-70529-6
