納米機(jī)器人未來或許會成為最安全有效的解毒方式

據(jù)外媒報(bào)道，加州大學(xué)圣迭戈分校的工程師已經(jīng)研發(fā)出微型超聲動力的納米機(jī)器人，可以在血液中游泳，并除去里面的有害病原菌以及它們產(chǎn)生的毒素。這種概念驗(yàn)證納米機(jī)器人未來或許會成為最安全有效的解毒方式。

據(jù)了解，這種新型的納米機(jī)器人由血小板和紅血球細(xì)胞膜的混合涂布金納米線做成，這種混合型生物膜讓納米機(jī)器人可以一次完成兩個(gè)不同細(xì)胞的任務(wù)——結(jié)合了MRSA細(xì)菌（一種耐金黃色葡萄球菌）的血小板以及吸收了這些細(xì)菌產(chǎn)生的毒素的紅細(xì)胞。

納米機(jī)器人中的黃金納米線對超聲波有反應(yīng)，這使他們能夠在沒有化學(xué)燃料的情況下快速游泳。這種流動性有助于納米機(jī)器人與血液中的目標(biāo)（細(xì)菌和毒素）有效混合并加速解毒。

混合血小板/紅細(xì)胞膜包覆的納米機(jī)器人的彩色SEM圖像

該研究成果發(fā)表在5月30日出版的《科學(xué)機(jī)器人》雜志上，結(jié)合了加州大學(xué)圣迭戈雅各布工程學(xué)院納米工程系教授Joseph Wang和Liangfang Zhang的先進(jìn)技術(shù)。Wang的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了超聲波驅(qū)動的納米機(jī)器人，而Zhang的團(tuán)隊(duì)發(fā)明了將納米顆粒包裹在天然細(xì)胞膜中的技術(shù)。

Wang表示，“通過將天然細(xì)胞涂層整合到人造納米機(jī)器上，我們可以賦予微型機(jī)器人新的功能，例如從身體和其他基質(zhì)中去除病原體和毒素。這是一個(gè)概念性的平臺，用于不同的治療和生物脫毒應(yīng)用?！?/p>

論文的共同第一作者、加州大學(xué)圣迭戈分校Wang研究小組的博士后學(xué)者Berta Esteban-Fernándezdeávila說，“我們的想法是創(chuàng)造多功能的納米機(jī)器人，可以同時(shí)完成許多不同的任務(wù)。將血小板和紅細(xì)胞膜結(jié)合到每個(gè)納米機(jī)器人涂層中是協(xié)同作用，血小板靶向細(xì)菌，而紅細(xì)胞靶向并中和這些細(xì)菌產(chǎn)生的毒素?！?/p>

當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)聚集到異物表面并阻止它們正常工作時(shí)，涂層也保護(hù)納米機(jī)器人免受生物污染的影響。

研究人員通過首先從血小板和紅細(xì)胞中分離整個(gè)膜來制造混合涂層。然后，他們應(yīng)用高頻聲波將膜融合在一起。由于膜取自實(shí)際細(xì)胞，它們包含所有的原始細(xì)胞表面蛋白質(zhì)功能。為了制造納米機(jī)器人，研究人員用特定的表面化學(xué)方法將雜化膜涂覆到金納米線上。

納米機(jī)器人的寬度約是人類頭發(fā)絲的二十五分之一，它們在超聲的驅(qū)動下速度可達(dá)到每秒35米。在試驗(yàn)中，研究人員使用納米機(jī)器人治療MRSA及其毒素污染的血液樣本。五分鐘后，這些血液樣品比未處理的樣品少了三倍的細(xì)菌和毒素。

該研究仍處于初期階段。研究人員指出，他們的最終目標(biāo)不是制造專門治療MRSA感染的納米機(jī)器人，而是希望用納米機(jī)器人進(jìn)行更廣泛的生物解毒。研究人員還表示，該團(tuán)隊(duì)未來的工作還包括活體動物試驗(yàn)，并且嘗試用生物可降解材料制造納米機(jī)器人，以取代現(xiàn)在的黃金納米線。