细胞样纳米机器人可以清除血液中的细菌和毒素

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的工程师已经开发出微型超声动力机器人，可以通过血液游泳，去除有害细菌和他们产生的毒素。

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的工程师开发出微型超声动力机器人，可以通过血液游泳，除去有害细菌以及它们产生的毒素。这些概念验证纳米机器人有一天可以提供一种安全有效的方式来解毒和净化生物体液。

研究人员用血小板和红血球细胞膜的混合涂布金纳米线来构建纳米机器人。这种杂交细胞膜涂层使纳米机器人可以同时执行两种不同细胞的任务 - 结合病原体如MRSA细菌（金黄色葡萄球菌的抗生素抗性菌株）的血小板和吸收和中和毒素的红细胞由这些细菌产生。纳米机器人的金体对超声波有反应，这使他们能够在没有化学燃料的情况下快速游泳。这种流动性有助于纳米机器人与血液中的目标（细菌和毒素）有效混合并加速解毒。

该工作于5月30日在Science Robotics出版，结合了加州大学圣迭戈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，张的团队发明了将纳米颗粒包裹在天然细胞膜中的技术。

“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。”

“这个想法是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的 - 血小板靶向细菌，而红血细胞靶向并中和这些细菌产生的毒素。”

该涂层还可以保护纳米机器人避免被称为生物污染的过程 - 当蛋白质聚集在异物表面并阻止它们正常运行时。

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。

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。五分钟后，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。