Minik yüzücü robotlar ölümcül zatürreyi tedavi ediyor

Mikrorobotlar farelerde ölümcül pnömoniyi tedavi ediyor

görüntü: Biyobozunur polimer nanoparçacıklarla (kahverengi) kaplı bir alg hücresinden (yeşil) yapılmış zatürree ile savaşan bir mikrorobotun renkli SEM görüntüsü. Nanopartiküller antibiyotik içerir ve nötrofil hücre zarları ile kaplanır.
görüş daha fazla

Kredi bilgileri: Fangyu Zhang ve Zhengxing Li

California San Diego Üniversitesi’ndeki nanomühendisler, akciğerlerde yüzebilen, ilaç verebilen ve hayatı tehdit eden bakteriyel pnömoni vakalarını temizlemek için kullanılabilen mikro robotlar adı verilen mikroskobik robotlar geliştirdiler.

Farelerde, mikro robotlar akciğerlerde pnömoniye neden olan bakterileri güvenli bir şekilde ortadan kaldırdı ve %100 hayatta kalma ile sonuçlandı. Buna karşılık, tedavi edilmeyen farelerin tümü enfeksiyondan sonraki üç gün içinde öldü.

Sonuçlar 22 Eylül’de yayınlandı. Doğa Malzemeleri.

Mikrorobotlar, yüzeyleri antibiyotik dolgulu nanoparçacıklarla benekli alg hücrelerinden yapılmıştır. Algler, mikro robotların etrafta yüzmesini ve antibiyotikleri doğrudan akciğerlerdeki daha fazla bakteriye vermesini sağlayan hareket sağlar. Antibiyotikleri içeren nanopartiküller, bir tür beyaz kan hücresi olan nötrofillerin hücre zarlarıyla kaplanmış, biyolojik olarak parçalanabilen küçük polimer kürelerden yapılır. Bu hücre zarlarının özelliği, bakteriler ve vücudun bağışıklık sistemi tarafından üretilen iltihaplı molekülleri emmeleri ve nötralize etmeleridir. Bu, mikro robotlara zararlı iltihabı azaltma yeteneği verir ve bu da onları akciğer enfeksiyonuyla mücadelede daha etkili hale getirir.

Çalışma, her ikisi de UC San Diego Jacobs Mühendislik Okulu’nda bulunan nanomühendislik profesörleri Joseph Wang ve Liangfang Zhang’ın laboratuvarları arasında ortak bir çabadır. Wang, mikro ve nanorobot araştırmaları alanında bir dünya lideridir, Zhang ise enfeksiyon ve hastalıkları tedavi etmek için hücre taklit eden nanopartiküller geliştirmede dünya lideridir. Birlikte, mide ve kandaki bakteriyel enfeksiyonları tedavi etmek için canlı hayvanlarda güvenle kullanılabilecek küçük ilaç veren robotların geliştirilmesine öncülük ettiler. Bakteriyel akciğer enfeksiyonlarını tedavi etmek, çalışma alanlarındaki en son şeydir.

“Amacımız, akciğerler gibi vücudun daha zorlu kısımlarına hedefli ilaç dağıtımı yapmaktır. Ve bunu güvenli, kolay, biyolojik olarak uyumlu ve uzun ömürlü bir şekilde yapmak istiyoruz” dedi. “Bu çalışmada bunu gösterdik.”

Ekip, mikrorobotları, bakterilerin neden olduğu akut ve potansiyel olarak ölümcül bir pnömoni türü olan fareleri tedavi etmek için kullandı. Pseudomonas aeruginosa. Bu pnömoni formu genellikle yoğun bakım ünitesinde mekanik ventilasyon alan hastaları etkiler. Araştırmacılar mikro robotları, nefes borusuna yerleştirilen bir tüp aracılığıyla farelerin akciğerlerine uyguladılar. Enfeksiyonlar bir hafta sonra tamamen temizlendi. Mikrorobotlarla tedavi edilen tüm fareler son 30 gün içinde hayatta kalırken, tedavi edilmeyen fareler üç gün içinde öldü.

Mikrorobotlarla tedavi, kan dolaşımına IV antibiyotik enjeksiyonundan daha etkiliydi. İkincisi, aynı etkiyi elde etmek için mikrorobotlarda kullanılandan 3000 kat daha yüksek bir antibiyotik dozu gerektiriyordu. Karşılaştırma için, bir mikrorobot dozu fare başına 500 nanogram antibiyotik sağlarken, IV enjeksiyonu fare başına 1.644 miligram antibiyotik sağladı.

Ekibin yaklaşımı çok etkili çünkü ilacı vücudun geri kalanına yaymak yerine gitmesi gereken yere koyuyor.

Wang, “Bu sonuçlar, mikroalglerden aktif hareketle birlikte hedeflenen ilaç dağıtımının terapötik etkinliği nasıl geliştirdiğini gösteriyor” dedi.

“Bir IV enjeksiyonu ile bazen sadece çok küçük bir antibiyotik fraksiyonu akciğerlere girer. UC San Diego Tıp Fakültesi ve Skaggs Eczacılık ve Eczacılık Bilimleri Okulu’nda profesör olan Victor Nizet, bu nedenle, pnömoni için mevcut birçok antibiyotik tedavisi gerektiği kadar iyi çalışmıyor ve en hasta hastalarda çok yüksek ölüm oranlarına yol açıyor” dedi. Araştırmanın ortak yazarlarından ve Wang ve Zhang’ın bir doktor-bilim adamı işbirlikçisi olan Dr. “Bu fare verilerine dayanarak, mikro robotların bakteriyel patojenleri öldürmek ve daha fazla hastanın hayatını kurtarmak için potansiyel olarak antibiyotik penetrasyonunu iyileştirebileceğini görüyoruz.”

Ve eğer yosun hücrelerini ciğerlerinize yerleştirme düşüncesi midenizi bulandırıyorsa, araştırmacılar bu yaklaşımın güvenli olduğunu söylüyorlar. Tedaviden sonra, vücudun bağışıklık hücreleri, kalan nanoparçacıklarla birlikte algleri verimli bir şekilde sindirir. Wang, “Geride toksik hiçbir şey kalmadı” dedi.

Çalışma hala konsept kanıtı aşamasında. Ekip, mikro robotların bağışıklık sistemi ile nasıl etkileşime girdiğini tam olarak anlamak için daha temel araştırmalar yapmayı planlıyor. Sonraki adımlar, mikrorobot tedavisini doğrulamak ve daha büyük hayvanlarda ve sonunda insanlarda test etmeden önce ölçeklendirmek için yapılan çalışmaları da içerir.

Zhang, “Hedefe yönelik ilaç dağıtımı alanında sınırları daha da zorluyoruz” dedi.

Makale başlığı: “Akut bakteriyel pnömoniyi tedavi etmek için in vivo antibiyotik dağıtımı için nanoparçacıkla modifiye edilmiş mikro robotlar.”

Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri (R01CA200574) tarafından desteklenmektedir.


Sorumluluk Reddi: AAAS ve EurekAlert! EurekAlert’e gönderilen haber bültenlerinin doğruluğundan sorumlu değildir! katkıda bulunan kurumlar tarafından veya EerekAlert sistemi aracılığıyla herhangi bir bilginin kullanılması için.

Leave a Comment