美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校开发出了微型超声动力机器人，可以通过血液游动，除去有害细菌以及它们产生的毒素，或可供一种解毒和净化生物体液的安全有效的方式。
研究人员通过将金纳米线涂上血小板和红细胞膜的混合物来制造纳米机器人。这种混合细胞膜涂层使纳米机器人能够同时完成两种不同细胞的任务-血小板结合病原体，如耐抗生素的金黄色葡萄球菌菌株(MRSA细菌)和红细胞，它们吸收并中和这些细菌产生的毒素。纳米机器人的黄金层对超声波的反应，使它们能够在没有化学燃料的情况下快速游动。这种移动性有助于纳米机器人有效地与血液中的目标(细菌和毒素)混合，并加速解毒。
这项发表在Science Robotics上的文章（《混合生物膜功能化纳米机器人用于并发去除病原菌和毒素》）结合了加州大学圣地亚哥分校雅各布工程学院纳米工程系教授Joseph Wang和Liangfang Zhang开创的技术。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包覆纳米粒子的技术。
“通过将天然细胞涂层整合到合成纳米机器上，我们可以为小型机器人提供新的功能，例如从身体和其他基质中去除病原体和毒素，”王先生说。“这是针对多种治疗和生物解毒应用的概念验证平台。”
“这个想法中创建多功能纳米机器人，可以同时执行许多不同的任务，”联合作者，加州大学圣迭戈分校研究小组的博士后学者Berta Esteban-FernándezdeÁvila说：“将血小板和红细胞膜结合到每个纳米机器人涂层中是协同作用，血小板靶向细菌，而红细胞靶向并中和这些细菌产生的毒素。”
当蛋白质聚集在异物表面并阻止它们正常运行时，涂层还可以保护纳米机器人免受被称为生物污染的过程。
研究人员首先将整个膜与血小板和红细胞分离，从而制造出混合涂层。然后他们应用高频声波将膜融合在一起。由于膜是从实际细胞中提取的，因此它们都含有它们原有的细胞表面蛋白质功能。为了制造纳米机器人，研究人员使用特定的表面化学将混合膜涂覆到金纳米线上。
图： 在血小板/红细胞膜中包被的纳米机器人的彩色SEM图像
纳米机器人比人类头发的宽度小约25倍。当通过超声波驱动时，他们可以在血液中以每秒35微米的速度行进。在测试中，研究人员使用纳米机器人来处理被MRSA及其毒素污染的血液样本。5分钟后，这些血液样本比未处理样本的细菌和毒素少三倍。
这项工作还处于初期阶段。研究人员指出，最终目标不是使用纳米机器人专门用于治疗MRSA感染，而更常用于解毒生物体液。未来的工作包括活体动物的测试。该团队还致力于使用可生物降解材料制造纳米机器人，而不是用金制造纳米机器人。
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