Материалы портала «Научная Россия»

Нанороботы, подобные живым клеткам, очищают кровь от бактерий и токсинов

Нанороботы, подобные живым клеткам, очищают кровь от бактерий и токсинов
Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) разработали крошечных роботов, которые могут плавать в крови под действием ультразвука, удаляя вредные бактерии вместе с токсинами, которые те производят. 

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) разработали крошечных роботов, которые могут плавать в крови под действием ультразвука, удаляя вредные бактерии вместе с токсинами, которые те производят. С помощью нанороботов ученые в будущем смогут предложить безопасный и эффективный способ детоксикации биологических жидкостей. Результаты опубликованы в журнале Science Robotics.

Наноробот представляет собой провод из золота длиной менее двух нанометров, покрытый мембраной-гибридом: он создана из мембран тромбоцитов и эритроцитов. Это гибридное покрытие позволяет крошечным роботам выполнять функции сразу двух разных клеток: тромбоцитов, которые борются с патогенами, такими как бактерии MRSA (устойчивый к антибиотикам штамм золотистого стафилококка), и эритроцитов, которые поглощают и нейтрализуют продуцируемые этими бактериями токсины. Золотое тело нанороботов реагирует на УЗИ, что дает им возможность быстро плавать без химического топлива. Эта мобильность помогает нанороботам и эффективно бороться со их противниками (бактериями и токсинами) в крови, и ускорять детоксикацию. Покрытие также защищает нанороботы от процесса, известного как «биологическое обрастание», когда белки собираются на поверхность чужеродных объектов и не позволяют им нормально работать.

Для своей разработки инженеры объединили технологии, впервые созданные Джозефом Вонгом (Joseph Wang) и Лянгфангом Чжан (Liangfang Zhang), профессорами Департамента нанотехнологий в инженерной школе Джейкобса при Калифорнийском университете Сан-Диего. Команда Вонга разработала нанороботы с ультразвуковым воздействием, а команда Чжана изобрела технологию нанесения естественной клеточной мембраны на наночастицу.

Исследователи создали гибридную оболочку, предварительно отделив целые мембраны от тромбоцитов и эритроцитов. Затем они применили высокочастотные звуковые волны для слияния мембран. Поскольку мембраны были взяты из живых клеток, они содержат все их исходные функции мембранных белков.

Нанороботы примерно в 25 раз тоньше человеческого волоса. Они могут перемещаться со скоростью до 35 микрометров в секунду в крови под воздействием ультразвука. В тестах исследователи использовали нанороботов для лечения образцов крови, зараженных штаммом золотистого стафилококка MRSA и его токсинами. Через пять минут в этих образцах крови было в три раза меньше бактерий и токсинов, чем в необработанных образцах.

Работа все еще находится на ранней стадии. Исследователи отмечают, что конечной целью является не использование нанороботов специально для лечения инфекций MRSA, а в более общем плане для детоксикации биологических жидкостей. Будущая работа включает тесты на живых животных. Команда также планирует в будущем  использовать вместо золота биоразлагаемые материалы.

[Фото: Phys.org]

Источник: phys.org

бактерии золотистый стафилококк клетки крови нанороботы нанотехнологии

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий