美國加利福尼亞大學聖地亞哥分校開發出了微型超聲動力機器人，可以通過血液遊動，除去有害細菌以及它們產生的毒素，或可供一種解毒和淨化生物體液的安全有效的方式。
研究人員通過將金納米線塗上血小板和紅細胞膜的混合物來製造納米機器人。這種混合細胞膜塗層使納米機器人能夠同時完成兩種不同細胞的任務-血小板結合病原體，如耐抗生素的金黃色葡萄球菌菌株(MRSA細菌)和紅細胞，它們吸收並中和這些細菌產生的毒素。納米機器人的黃金層對超聲波的反應，使它們能夠在沒有化學燃料的情況下快速遊動。這種移動性有助於納米機器人有效地與血液中的目標(細菌和毒素)混合，並加速解毒。
這項發表在Science Robotics上的文章（《混合生物膜功能化納米機器人用於併發去除病原菌和毒素》）結合了加州大學聖地亞哥分校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，張的團隊發明了在天然細胞膜上包覆納米粒子的技術。
“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。”
“這個想法中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，血小板靶向細菌，而紅細胞靶向並中和這些細菌產生的毒素。”
當蛋白質聚集在異物表面並阻止它們正常運行時，塗層還可以保護納米機器人免受被稱為生物汙染的過程。
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。
圖： 在血小板/紅細胞膜中包被的納米機器人的彩色SEM圖像
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。5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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