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這群隱藏在血液中的機械人將取代抗生素

為了更好地治療血液感染病,美國加州大學聖地亞哥分校(UCSD)的研究人員研發了一款形似細胞的納米機械人,用以清理血液中的細菌和輸送藥物。他們希望以此代替目前廣泛使用的廣譜抗生素。

這種納米機械人的長度僅為頭髮直徑的1/25,由納米金線和包裹金線的生物塗層構成。

被染色標記的納米機械人

UCSD表示,這一研究成果由該校納米工程系的兩支團隊合作完成,一支團隊完成了超聲波驅動機械人,另一支則負責研究如何用細胞膜包裹納米金屬。相關研究成果發表在學術期刊Science Robotics上。

“我們的想法係創造出一種多功能的納米機械人。”UCSD博士後、生物塗層研究團隊的主導者之一Berta Esteban-Fernández表示。

她所在團隊的研究人員,將血小板和紅細胞的細胞膜分離出來,並用高頻聲波將兩種細胞膜融合在一起,以此製成納米機械人所需的生物塗層。這種生物塗層讓納米機械人可以同時實現細胞兩種的功能:結合和中和。

研究人員認為,進入血液的納米機械人,相當於一群吸引細菌的誘餌。在超聲波的引導下,納米機械人可在不使用燃料的情況下,在血液中快速移動,最高移動速度達到35微米/秒。它會通過結合血液中的細菌,與之發生中和作用,使其失去毒性,來保護真正的人體細胞。

與細菌結合的納米機械人

試驗證明,納米機械人的殺菌消毒效果相當亮眼。Berta介紹稱,研究人員嘗試用納米機械人來清理被耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)污染的血液樣本。五分鐘後,這些血液樣本的細菌和毒素比未經處理的樣本少三倍。

用生物塗層包裹還有其他好處。一係可以保護納米金線不因生物附着而被腐蝕,二係能夠減少人體免疫系統自身對納米機械人的排斥。

“通過超聲波加強納米機械人與目標細菌的碰撞,有助於加快處理過程。” Berta稱,與靜態納米機械人相比,動起來的機械人擁有更強的細菌“殺傷力”。

在測試中,用超聲波推動的納米機械人與細菌的結合速度,係靜態測試中的3.5倍,對正常紅細胞的破壞程度則僅為靜態測試中的一半不到。

研究團隊稱,納米機械人的研究仍處於初期階段。這一研究的最終目標,唔係研發一款專門治療耐甲氧西林金黃色葡萄球菌感染的納米機械人,而係用於血液感染治療。接下來,他們將在動物身上進行活體測試。

“這將為未來的生物毒性和相關治療手段的研發,提供一個概念驗證平台。”納米機械人團隊的研究員Joseph Wang表示。

他們還試圖用可生物降解的材料代替金線,用以製作納米機械人。

阿波羅網責任編輯:李華 來源:界面網 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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