Los ingenieros de la Universidad de California en San Diego han desarrollado pequeños robots alimentados por ultrasonidos que pueden nadar a través de la sangre, eliminando las bacterias dañinas junto con las toxinas que producen. Estos nanorobots de prueba de concepto podrían algún día ofrecer una forma segura y eficiente dedesintoxicar y descontaminar fluidos biológicos.
Los investigadores construyeron los nanorobots recubriendo nanocables de oro con un híbrido de plaquetas y membranas de glóbulos rojos. Este recubrimiento de membrana celular híbrida permite a los nanorobots realizar las tareas de dos células diferentes a la vez: plaquetas, que se unen a patógenos como las bacterias MRSA una cepa resistente a antibióticos de Staphylococcus aureus , y glóbulos rojos, que absorben y neutralizan las toxinas producidas por estas bacterias.El cuerpo dorado de los nanorobots responde al ultrasonido, lo que les da la capacidad de nadar rápidamente sin combustible químico.Esta movilidad ayuda a los nanorobots a mezclarse eficientemente con sus objetivos bacterias y toxinas en la sangre y acelerar la desintoxicación.
El trabajo, publicado el 30 de mayo en Ciencia Robótica combina tecnologías iniciadas por Joseph Wang y Liangfang Zhang, profesores del Departamento de Nanoingeniería de la Escuela de Ingeniería Jacobs de la UC San Diego. El equipo de Wang desarrolló los nanorobots alimentados por ultrasonido, y el equipo de Zhang inventó la tecnología para recubrir nanopartículas en células naturalesmembranas
"Al integrar los recubrimientos celulares naturales en nanomáquinas sintéticas, podemos impartir nuevas capacidades a pequeños robots como la eliminación de patógenos y toxinas del cuerpo y de otras matrices", dijo Wang. "Esta es una plataforma de prueba de concepto paradiversas aplicaciones terapéuticas y de biodetoxificación "
"La idea es crear nanorobots multifuncionales que puedan realizar tantas tareas diferentes a la vez", dijo la coautora principal Berta Esteban-Fernández de Ávila, académica postdoctoral en el grupo de investigación de Wang en la Universidad de California en San Diego ". Combinando plaquetas y rojolas membranas de las células sanguíneas en cada recubrimiento de nanorobot son sinérgicas: las plaquetas se dirigen a las bacterias, mientras que los glóbulos rojos se dirigen y neutralizan las toxinas que producen esas bacterias ".
El recubrimiento también protege a los nanorobots de un proceso conocido como bioincrustación, cuando las proteínas se acumulan en la superficie de objetos extraños y evitan que funcionen normalmente.
Los investigadores crearon el recubrimiento híbrido separando primero membranas enteras de plaquetas y glóbulos rojos. Luego aplicaron ondas de sonido de alta frecuencia para fusionar las membranas. Dado que las membranas se tomaron de células reales, contienen toda su proteína original de la superficie celularfunciones. Para fabricar los nanorobots, los investigadores recubrieron las membranas híbridas en nanocables de oro utilizando química de superficie específica.
Los nanorobots son aproximadamente 25 veces más pequeños que el ancho de un cabello humano. Pueden viajar hasta 35 micrómetros por segundo en sangre cuando funcionan con ultrasonido. En las pruebas, los investigadores usaron los nanorobots para tratar muestras de sangre contaminadas con MRSA y sus toxinasDespués de cinco minutos, estas muestras de sangre tenían tres veces menos bacterias y toxinas que las muestras no tratadas.
El trabajo aún se encuentra en una etapa temprana. Los investigadores señalan que el objetivo final no es usar los nanorobots específicamente para tratar infecciones por MRSA, sino más generalmente para desintoxicar fluidos biológicos. El trabajo futuro incluye pruebas en animales vivos. El equipo también está trabajandosobre la fabricación de nanorobots con materiales biodegradables en lugar de oro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :