加利福尼亞大學聖地亞哥分校的工程師已經開發出微型超聲動力機器人，可以通過血液游泳，去除有害細菌和他們產生的毒素。
加利福尼亞大學聖地亞哥分校的工程師開發出微型超聲動力機器人，可以通過血液游泳，除去有害細菌以及它們產生的毒素。這些概念驗證納米機器人有一天可以提供一種安全有效的方式來解毒和淨化生物體液。
研究人員用血小板和紅血球細胞膜的混合塗布金納米線來構建納米機器人。這種雜交細胞膜塗層使納米機器人可以同時執行兩種不同細胞的任務 - 結合病原體如MRSA細菌（金黃色葡萄球菌的抗生素抗性菌株）的血小板和吸收和中和毒素的紅細胞由這些細菌產生。納米機器人的金體對超聲波有反應，這使他們能夠在沒有化學燃料的情況下快速游泳。這種流動性有助於納米機器人與血液中的目標（細菌和毒素）有效混合並加速解毒。
該工作於5月30日在Science Robotics出版，結合了加州大學聖迭戈雅各布工程學院納米工程系教授Joseph Wang和Liangfang Zhang開創的技術。王的團隊開發了超聲波驅動的納米機器人，張的團隊發明了將納米顆粒包裹在天然細胞膜中的技術。
“通過將天然細胞塗層整合到合成納米機器上，我們可以為小型機器人提供新的功能，例如從身體和其他基質中去除病原體和毒素，”王先生說。“這是針對多種治療和生物解毒應用的概念驗證平臺。”
“這個想法是創建多功能納米機器人，可以同時執行許多不同的任務，”聯合作者，加州大學聖迭戈分校研究小組的博士後學者Berta Esteban-FernándezdeÁvila說。“將血小板和紅細胞膜結合到每個納米機器人塗層中是協同作用的 - 血小板靶向細菌，而紅血細胞靶向並中和這些細菌產生的毒素。”
該塗層還可以保護納米機器人避免被稱為生物汙染的過程 - 當蛋白質聚集在異物表面並阻止它們正常運行時。
研究人員首先將整個膜與血小板和紅細胞分離，從而製造出混合塗層。然後他們應用高頻聲波將膜融合在一起。由於膜是從實際細胞中提取的，因此它們都含有它們原有的細胞表面蛋白質功能。為了製造納米機器人，研究人員使用特定的表面化學將混合膜塗覆到金納米線上。
納米機器人比人類頭髮的寬度小約25倍。當通過超聲波驅動時，他們可以在血液中以每秒35微米的速度行進。在測試中，研究人員使用納米機器人來處理被MRSA及其毒素汙染的血液樣本。五分鐘後，這些血液樣本比未處理樣本的細菌和毒素少三倍。
這項工作還處於初期階段。研究人員指出，最終目標不是使用納米機器人專門用於治療MRSA感染，而更常用於解毒生物體液。未來的工作包括活體動物的測試。該團隊還致力於使用可生物降解材料製造納米機器人，而不是用金製造納米機器人。
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