Американскими инженерами-биологами научно-исследовательского университета в Сан-Диего (США, штат Калифорния) созданы нанороботы для очищения крови от бактерий и токсинов. В результате длительной работы учеными была создана технология, с помощью которой в будущем медицина сможет предложить безопасный и эффективный способ детоксикации биологических жидкостей.
Нанороботы, управляемые человеком, перемещаются в крови. Маскируясь под живые клетки, они быстро и эффективно выполняют поставленную задачу по очищению крови от опасных бактерий и токсичных продуктов их жизнедеятельности.
Материалы по изобретению уже публиковались в научном издании Science Robotics. В публикации исследователи, работающие под руководством профессора компьютерного инжиниринга Джозефа Вонга, представили уникальные преимущества созданных нанороботов. Среди важных достоинств этих биомашин отмечались высокая мобильность и возможность управления при помощи ультразвука.
- Созданный учеными наноробот - это кусочек золотой нити длиной менее двух нанометров, снаружи покрытый особой оболочкой. Покрытие для наноустройства создавалось путем слияния мембран двух разных типов клеток:
- тромбоцитов, борющихся с патогенами, такими как бактерии MRSA (устойчивый к антибиотикам штамм золотистого стафилококка),
- эритроцитов, которые поглощают и нейтрализуют продуцируемые этими бактериями токсины.
/ul>
Исследователи предварительно отделили целые мембраны от тромбоцитов и эритроцитов. Затем они применили высокочастотные звуковые волны для слияния мембран обоих видов клеток. В результате была получена гибридная оболочка из живых клеток - тромбоцитов и эритроцитов, которая приобрела новые функциональные качества.
Это гибридное покрытие дает возможность микроскопическим биороботам выполнять функции сразу обеих родительских клеток - уничтожение как самих бактерий, так и их токсичных метаболитов.
Золотое тело наноробота реагирует на ультразвуковое воздействие, что позволяет устройству довольно быстро перемещаться без какого-либо химического топлива. Такая мобильность помогает нанороботам эффективно бороться с противниками (бактериями и токсинами) в крови и значительно ускоряет детоксикацию. Покрытие также защищает нанороботы от процесса, известного как «биологическое обрастание», когда белки собираются на поверхность чужеродных объектов и не позволяют им нормально функционировать.
Нанороботы примерно в 25 раз тоньше человеческого волоса. Они обладают способностью в жидкой среде под воздействием ультразвука двигаться со скоростью до 35 микрометров в секунду.
При тестировании исследователи использовали нанороботов для лечения образцов крови, зараженной штаммом золотистого стафилококка MRSA и его токсинами. Как показали исследования, после пяти минут функционирования нанороботов в тестовых образцах содержание бактерий и токсинов уменьшалось втрое по сравнению с необработанной кровью.
Эксперименты на этом не закончены. Исследователи продолжают свою работу в плане детоксикации биологических жидкостей. В ближайшем будущем запланированы тесты на живых животных. Вместо золота при производстве нанороботов в перспективе ученые планируют использовать биоразлагаемые материалы.
