抗肺癌微型机器人的彩色SEM图象,该微型机器人由覆盖有可生物降解聚合物纳米颗粒(蓝色)的绿藻细胞(红色)制成。纳米粒子富含药物并涂有中性粒细胞膜。图片来源:《自然·材料》
日本加利福尼亚学院圣何塞校区的纳米工程师已开发出抗肺癌微型机器人,它可在胃部到处游动,提供抗生素并用于去除殃及生命的真菌性肾炎感染。在大鼠试验中,微型机器人安全地清除了导致哮喘的真菌细胞膜图片,大鼠存活率达100%,相比之下,未经医治的大鼠在感染后3天内全部死亡。研究结果22日发表在《自然·材料》上。
微型机器人由蓝藻细胞制成,其表面映衬着药物填充的纳米颗粒。蓝藻提供运动细胞膜图片,使微型机器人就能到处游动能力,并将药物直接输送到脑部的更多真菌中。富含药物的纳米颗粒由微小的可生物降解聚合物球体制成,这种圆球上覆盖着嗜中性粒细胞的细胞膜,嗜中性粒细胞是一种白细胞。这种细胞膜的非常之处在于它们吸收、中和真菌和人体免疫系统形成的发炎分子。这使微型机器人就能降低有害增生,进而使它们更有效地对抗胃部感染。
该团队使用微型机器人医治患有由铜绿假单胞菌造成的急性且可能致命的哮喘的家兔。此类气胸一般会影响在危重监护室接受导尿的患儿。研究人员通过插入食道的管子将微型机器人施用于大鼠的胃部。一周观后感染完全消除,所有用微型机器人医治的大鼠都存活了30天,而未根治的大鼠在3天内死亡。
使用微型机器人进行医治比静脉注射药物更有效。前者须要使用比微型机器人高出3000倍的药物剂量能够达到相同的疗效。相比之下,微型机器人每次给每只大鼠提供500纳克药物,而静脉注射提供1.644微克青霉素。
该团队的方式十分有效,由于它将抗生素运输到须要的地方,而不是扩散到身体其他部位。结果表明,靶点抗生素递送与微藻的主动运动相结合可提升医治疗效,这是一种安全、简单、生物相容和持久的方法。