微型藻类机器人无需药物治疗炎症性肠病
加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了一种由藻类制成的微型机器人,可以在不使用药物的情况下治疗炎症性肠病(IBD)。这种微型机器人被设计成液体胶囊形式,通过外部磁场可以精确定位到身体内的特定部位。
IBD的全球影响
根据疾病控制与预防中心的数据,全球约有700万人患有炎症性肠病,而且这个数字在过去20年中不断增加。现有的药物虽然能管理疾病,但往往伴有各种副作用。因此,研究新疗法,如生物混合微型机器人,显得尤为重要。
微型机器人如何工作
在炎症性肠病中,巨噬细胞(一种免疫细胞)会产生过量的促炎细胞因子。这些蛋白质附着在巨噬细胞受体上,进一步触发更多的炎症蛋白产生。然而,圣地亚哥的研究人员利用微型机器人打破了这一恶性循环。他们采用了藻类与巨噬细胞膜包裹的纳米颗粒相结合的方法,有效地吸收并中和了促炎细胞因子。
微型机器人的发展历程
最初的微型机器人使用合成材料如金属和聚合物,但由于毒性问题遇到了挑战。突破性进展出现在使用生物混合磁性引导的细菌微型机器人时。圣地亚哥的团队进一步发展了这一技术,采用了与人体兼容的微藻株Chlamydomonas reinhardtii,甚至能快速游向病变部位。
治疗IBD的新方法
在这项研究中,研究人员将微型机器人封装在液体胶囊中,并在其外层添加了与结肠pH值匹配的涂层,使其能在胃酸环境中存活。实验表明,这种方法在治疗和预防模型中都有效,每天给试验鼠服用一个微型机器人胶囊,能在结肠区域保持12小时。整个10天的试验期间,微型机器人对试验鼠的体重、血液化学、血细胞计数和胃肠组织没有显著影响,证明其生物安全性。
研究成果与未来展望
研究结果显示,这种治疗方法减少了粪便出血,改善了粪便一致性,逆转了IBD引起的体重减轻,并减少了结肠的炎症,无明显副作用。研究团队计划将该技术推向人体临床试验。获取更多有价值信息 访问:https://byteclicks.com
这项研究已发表在《科学机器人》期刊上。