Met membraan gecoate gouden "robots" ontworpen om bloed te ontgiften

Anonim

Membraan-gecoate gouden "robots " ontworpen om bloed te ontgiften

Wetenschap

Ben Coxworth

5 juni 2018

Een gekleurd scanning-elektronenmicroscoopbeeld van enkele van de nanorobots (Credit: Esteban-Fernández de Ávila / Science Robotics)

Het is nooit een goede zaak wanneer gedoneerd menselijk bloed - of zelfs het bloed in ons lichaam - is besmet met bacteriën. Wetenschappers van de Universiteit van Californië in San Diego ontwikkelen echter een middel om dergelijke door bloed overgedragen microben te verwijderen met behulp van kleine ultrasone robots.

De basis "nanorobots " zijn gemaakt door een team onder leiding van prof. Joseph Wang en zijn gemaakt van microscopische lengtes van gouden nanodraden. Via de externe toepassing van echografie kunnen ze worden voortgestuwd door vloeistoffen, inclusief bloed, waardoor ze er grondig mee worden gemengd.

In een proces dat werd ontwikkeld door Prof. Liangfang Zhang en collega's, werden deze nanorobots gecoat in een hybride van bloedplaatjes en rode bloedcelmembranen. Deze coating werd gecreëerd door eerst de membranen van hun respectieve cellen te scheiden, gebruikmakend van hoogfrequente geluidsgolven om de twee verschillende soorten membranen samen te smelten en ze vervolgens via een chemisch proces toe te passen op de gouden nanodraden.

De resulterende gecoate bots zijn ongeveer een vijfentwintigste de grootte van de breedte van een menselijke haar, en wanneer onderworpen aan echografie kan reizen door bloed met een snelheid van 35 micrometer per seconde. Terwijl ze dit doen, worden ziekteverwekkers zoals MRSA (methicilline-resistente Staphylococcus aureus) bacteriën gebonden aan oppervlakte-eiwitten in de bloedplaatjesmembranen, terwijl toxines die door die bacteriën worden aangemaakt, worden geneutraliseerd door de rode bloedcelmembranen.

In laboratoriumtests werden de nanobots gebruikt om met MRSA besmette bloedmonsters te behandelen. Binnen vijf minuten hadden de behandelde monsters slechts een derde van de hoeveelheid bacteriën en toxinen als hun onbehandelde tegenhangers. De plannen vragen nu om tests die op levende dieren worden uitgevoerd, plus de wetenschappers onderzoeken de vervanging van niet-giftige biologisch afbreekbare materialen voor het goud.

"Door natuurlijke celcoatings te integreren in synthetische nanomachines, kunnen we nieuwe mogelijkheden bieden voor kleine robots zoals het verwijderen van pathogenen en toxines uit het lichaam en uit andere matrices, " zegt Wang. "Dit is een proof-of-concept-platform voor diverse toepassingen voor therapeutische en biodetoxificatie. "

Onlangs verscheen er een paper over het onderzoek in het tijdschrift Science Robotics .

Bron: UC San Diego Jacobs School of Engineering

Een gekleurd scanning-elektronenmicroscoopbeeld van enkele van de nanorobots (Credit: Esteban-Fernández de Ávila / Science Robotics)