06.04 加州大学开发出超声波纳米机器人,可用于清除血液中的细菌和毒素

加州大学开发出超声波纳米机器人,可用于清除血液中的细菌和毒素

加州大学圣地亚哥分校的工程师们开发出了一种微型超声波驱动的机器人,可以在血液中游泳,清除有害细菌和它们产生的毒素。这些概念验证的纳米机器人有一天可以提供一种安全、有效的方式去解毒和净化生物液体。

研究人员通过在金纳米线上覆盖血小板和红细胞细胞膜的混合物,构建了纳米机器人。这种混合的细胞膜涂层可以让纳米机器人同时执行两个不同细胞的任务,血小板结合病原体,如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(一种耐抗生素的金黄色葡萄球菌)和红细胞,它们吸收和中和这些细菌产生的毒素。

纳米机器人的黄金身体对超声波有反应,这使它们能够在没有化学燃料的情况下快速游动。这种移动性帮助纳米机器人有效地与它们的目标(细菌和毒素)混合,加速排毒。

这项研究发表在5月30日的《科学机器人学》杂志上,结合了王友平(Joseph Wang)和加州大学圣迭戈·雅各布斯工程学院纳米工程系教授张良芳的技术。

王的团队开发了超声波驱动的纳米机器人,张的团队发明了在天然细胞膜上覆盖纳米颗粒的技术。

“通过将天然的细胞涂层集成到合成纳米机器上,我们可以在微小的机器人上赋予新的功能,比如从身体和其他基质中去除病原体和毒素,”王说。“这是一个概念验证平台,用于各种治疗和生物解毒应用。”

这些纳米机器人的宽度是人类头发的25倍。在超声波的作用下,它们可以在血液中以每秒35微米的速度传播。在试验中,研究人员使用纳米机器人处理被MRSA及其毒素污染的血液样本。五分钟后,这些血液样本的细菌和毒素比未经处理的要少三倍。

这项工作仍处于初期阶段。研究人员指出,最终的目标不是使用纳米机器人专门治疗MRSA感染,而是更广泛地用于解毒生物液体。未来的工作包括活体动物实验。该团队还在研究用生物可降解材料而非黄金制造纳米机器人。


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