In een onderzoek met muizen waren de nanorobots in staat om longontsteking-veroorzakende bacteriën veilig te elimineren zonder de longen te beschadigen, wat resulteerde in 100 procent overleving van de geteste dieren. Ter vergelijking: onbehandelde knaagdieren stierven binnen drie dagen na infectie.
Bij de ontwikkeling van de miniatuurrobots is gebruik gemaakt van algencellen waarvan het oppervlak bezaaid is met nanodeeltjes gevuld met antibiotica. De algen zorgen voor beweging waardoor de microrobots kunnen zwemmen en direct antibiotica afgeven aan meer bacteriën in de longen.
Antibioticabevattende nanodeeltjes zijn gemaakt van kleine biologisch afbreekbare polymeerbolletjes die zijn bedekt met de celmembranen van neutrofielen, een soort witte bloedcel. Het bijzondere aan deze celmembranen is dat ze ontstekingsmoleculen die door bacteriën en het immuunsysteem van het lichaam worden geproduceerd, absorberen en neutraliseren. Hierdoor kunnen de microrobots schadelijke ontstekingen verminderen, waardoor ze effectiever zijn in het bestrijden van longinfecties.
Het team gebruikte de kleine robots om muizen te behandelen met een acute en mogelijk dodelijke vorm van longontsteking veroorzaakt door de bacterie Pseudomonas aeruginosa. Deze ziekte treft vaak mechanisch beademde patiënten op de intensive care.
De behandeling met de microrobots was ook effectiever dan de intraveneuze injectie van antibiotica in het bloed. Om hetzelfde effect te bereiken, is een dosis antibiotica nodig die 3000 keer hoger is dan die van nanorobots.
De aanpak van het team is zo effectief omdat het de medicijn precies waar het nodig is, in plaats van het door de rest van het lichaam te verspreiden.
« Deze resultaten laten zien hoe gerichte medicijnafgifte in combinatie met actieve beweging door microalgen de therapeutische werkzaamheid verbetert », zegt Joseph Wang van het onderzoeksteam.
Lees verder:
