微型机器人出动，或成治疗细菌性肺炎新利器！

加州大学圣地牙哥分校（University of California, San Diego）的奈米工程师团队日前于《自然材料》期刊（Nature Materials）上发表最新研究成果。该团队成功开发出能在肺部液体中游动并输送药物的微型机器人（microrobots），可用作治疗足以致命的细菌性肺炎。

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由微藻细胞改造而成的微型机器人

研究人员利用键击化学（click chemistry）技术，将含有抗生素、由中性粒细胞膜（neutrophil membrane）包裹的聚合物奈米颗粒附着在天然微藻上，从而创造出可在体内主动输送抗生素的生物混合微型机器人。微藻细胞为微型机器人提供动力，使之能够在肺部液体中游动，并针对致病细菌直接输送抗生素。而中性粒细胞膜的特点在于能够吸收并中和由细菌和身体免疫系统产生的炎症分子，既帮助微型机器人对抗肺部感染，也可以减少有害的炎症反应。

研究团队提供的彩色扫描电子显微镜（SEM）图像，显示由微藻细胞（绿色）改造而成的微型机器人。图中微藻细胞被含有抗生素、由中性粒细胞膜包裹的聚合物奈米颗粒（棕色）所覆蓋。（图片来源：加州大学圣地牙哥分校）

微型机器人治疗肺炎功效显著

研究使用了患有由绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）引致的急性肺炎的小鼠模型。这种细菌经常导致医院内感染（hospital-acquired infection），烧烫伤患者，以及在加护病房留医、需使用呼吸机的病人尤其高危。研究人员通过插入气管的管道向小鼠的肺部注射微型机器人，结果发现透过微型机器人给药治疗，能够在一周内清除小鼠肺部中引致肺炎的细菌。所有接受治疗的小鼠都活过了 30 天，相反未经治疗的小鼠则在受感染后 3 天内全部死亡。

研究亦发现利用微型机器人给药比起把抗生素经由静脉注射到血液中更为有效。结果显示要达到同样的治疗效果，后者每只小鼠所需要的抗生素剂量约为微型机器人治疗的 3000 倍。这种方法之所以如此有效，是因为可以将药物直接投放在需要的地方，而不需经由扩散作用从身体的其他部分带到患处。另一方面，身体的免疫细胞会在治疗后消化微藻细胞以及剩余的奈米颗粒，不会遗留有毒物质，意味着微型机器人治疗整体而言是安全的。

研究团队成员指出，根据从受试小鼠所得的数据，可见微型机器人或有望提高抗生素的渗透性，从而更有效杀死细菌病原体，拯救更多病人的生命。展望未来，该团队计画进行更多基础研究，以了解微型机器人与免疫系统确切的互动方式。接下来的步骤还包括验证微型机器人的治疗方法，将研究规模扩展至体型更大的动物，并以人类测试为最终目标。

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