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抗肺炎微型機器人的彩色SEM圖像，該微型機器人由覆蓋有可生物降解聚合物納米顆粒（棕色）的藻類細胞（綠色）制成。納米粒子含有抗生素并涂有中性粒細胞膜。圖片來源：《自然·材料》
科技日報記者?張夢然
美國加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的納米工程師已開發(fā)出抗肺炎微型機器人，它可在肺部四處游動，提供藥物并用于清除危及生命的細菌性肺炎感染。在小鼠試驗中，微型機器人安全地消除了引起肺炎的細菌，小鼠存活率達100%，相比之下，未經(jīng)治療的小鼠在感染后3天內(nèi)全部死亡。研究結(jié)果22日發(fā)表在《自然·材料》上。
微型機器人由藻類細胞制成，其表面點綴著抗生素填充的納米顆粒。藻類提供運動，使微型機器人能夠四處游動能力，并將抗生素直接輸送到肺部的更多細菌中。含有抗生素的納米顆粒由微小的可生物降解聚合物球體制成，這些球體上覆蓋著嗜中性粒細胞的細胞膜，嗜中性粒細胞是一種白細胞。這些細胞膜的特別之處在于它們吸收、中和細菌和人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的炎癥分子。這使微型機器人能夠減少有害炎癥，從而使它們更有效地對抗肺部感染。
該團隊使用微型機器人治療患有由銅綠假單胞菌引起的急性且可能致命的肺炎的小鼠。這種肺炎通常會影響在重癥監(jiān)護室接受插管的患者。研究人員通過插入氣管的管子將微型機器人施用于小鼠的肺部。一周后感染完全清除，所有用微型機器人治療的小鼠都存活了30天，而未治療的小鼠在3天內(nèi)死亡。
使用微型機器人進行治療比靜脈注射抗生素更有效。后者需要使用比微型機器人高出3000倍的抗生素劑量才能達到相同的效果。相比之下，微型機器人每次給每只小鼠提供500納克抗生素，而靜脈注射提供1.644毫克抗生素。
該團隊的方法非常有效，因為它將藥物運輸?shù)叫枰牡胤?，而不是擴散到身體其他部位。結(jié)果表明，靶向藥物遞送與微藻的主動運動相結(jié)合可提高治療效果，這是一種安全、簡單、生物相容和持久的方式。
總編輯圈點
通過靜脈注射，有時只有很小一部分抗生素會進入肺部。這就是為什么目前許多針對肺炎的抗生素治療效果不佳，導(dǎo)致病情嚴重的患者死亡率居高。在此次的新研究中，小鼠試驗數(shù)據(jù)顯示微型機器人能提高抗生素的滲透性，殺死細菌病原體，從而挽救更多患者的生命。同時，它的另一項重要意義是向人們證明了將藻類細胞放入肺部是安全的，我們身體的免疫細胞可以有效地消化藻類及任何剩余的納米顆粒，換句話說，有毒物質(zhì)“零殘留”。
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