加利福尼亞大學圣地亞哥分校的工程師開發(fā)了一種微型超聲波驅動的機器人，可以通過血液游動，去除有害細菌及其產生的毒素。這些概念驗證納米機器人有朝一日可以提供一種安全有效的方法來解毒和凈化生物液體。

研究人員通過用血小板和紅細胞膜的混合物涂覆金納米線來制造納米機器人。這種混合細胞膜涂層允許納米機器人同時執(zhí)行兩種不同細胞的任務 - 血小板，其結合病原體如MRSA細菌(抗生素耐藥的金黃色葡萄球菌菌株)和紅細胞，其吸收和中和毒素由這些細菌產生。納米機器人的金體響應超聲波，這使它們能夠在沒有化學燃料的情況下快速游動。這種移動性有助于納米機器人有效地與血液中的目標(細菌和毒素)混合，加速排毒。

“通過將天然細胞涂層整合到合成納米機器上，我們可以在微型機器人上賦予新的能力，例如從身體和其他基質中去除病原體和毒素，”Wang說。“這是一個概念驗證平臺，適用于各種治療和生物解毒應用。”

“我們的想法是創(chuàng)造能夠同時執(zhí)行多種不同任務的多功能納米機器人，”聯合第一作者Berta Esteban-FernándezdeÁvila說，他是加州大學圣地亞哥分校Wang的研究小組的博士后學者。“將血小板和紅細胞膜結合到每個納米機器人涂層中是協同作用的 - 血小板靶向細菌，而紅細胞靶向并中和細菌產生的毒素。”

涂層還可以保護納米機器人免受稱為生物污損的過程 - 當蛋白質聚集在異物表面并阻止它們正常運行時。

研究人員首先將整個膜與血小板和紅細胞分離，從而創(chuàng)造出混合涂層。然后他們應用高頻聲波將膜融合在一起。由于膜來自實際細胞，它們包含所有原始細胞表面蛋白功能。為了制造納米機器人，研究人員使用特定的表面化學將雜化膜涂覆到金納米線上。

納米機器人比人類頭發(fā)的寬度小約25倍。當通過超聲波供電時，它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受MRSA污染的血液樣本及其毒素。五分鐘后，這些血液樣本的細菌和毒素比未處理的樣本少三倍。

這項工作仍處于早期階段。研究人員指出，最終目標不是專門用于治療MRSA感染的納米機器人，而是更廣泛地用于解毒生物液體。未來的工作包括對活體動物的測試。該團隊還致力于用可生物降解的材料而不是金制造納米機器人。