靶向藥物遞送與微藻主動運(yùn)動相結(jié)合
微型游泳機(jī)器人有望治療致命肺炎
科技日報北京9月22日電 (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(jī)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(xì)菌性肺炎感染。在小鼠試驗(yàn)中，微型機(jī)器人安全地消除了引起肺炎的細(xì)菌，小鼠存活率達(dá)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(jī)器人由藻類細(xì)胞制成，其表面點(diǎn)綴著抗生素填充的納米顆粒。藻類提供運(yùn)動能力，使微型機(jī)器人能夠四處游動，并將抗生素直接輸送到肺部的更多細(xì)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(xì)胞的細(xì)胞膜，嗜中性粒細(xì)胞是一種白細(xì)胞。這些細(xì)胞膜的特別之處在于它們吸收、中和細(xì)菌和人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的炎癥分子。這使微型機(jī)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(tuán)隊(duì)使用微型機(jī)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(hù)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(jī)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(jī)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(jī)器人進(jìn)行治療比靜脈注射抗生素更有效。后者需要使用比微型機(jī)器人高出3000倍的抗生素劑量才能達(dá)到相同的效果。相比之下，微型機(jī)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(tuán)隊(duì)的方法非常有效，因?yàn)樗鼘⑺幬镞\(yùn)輸?shù)叫枰牡胤剑皇菙U(kuò)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(yùn)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(diǎn)】
通過靜脈注射，有時只有很小一部分抗生素會進(jìn)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(yán)重的患者死亡率居高。在此次的新研究中，小鼠試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示微型機(jī)器人能提高抗生素的滲透性，殺死細(xì)菌病原體，從而挽救更多患者的生命。同時，它的另一項(xiàng)重要意義是向人們證明了將藻類細(xì)胞放入肺部是安全的，我們身體的免疫細(xì)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”。