具有可切换粘弹性反应的液体体的抗生物膜机器人,用于复杂的表面地形上消除生物膜
Bonan Sun1, Junjia Guo2, Bo Hao1
1Department of Mechanical and Automation Engineering, The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong SAR, China.
Science advances
|March 12, 2025
概括
这项研究介绍了一种新的液体体的磁性水凝机器人,用于消除具有挑战性的生物膜感染. 这种适应性强的机器人可以机械地破坏生物膜,消灭细菌,在难以到达的区域清理碎片.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 传染性疾病 传染性疾病
背景情况:
- 反复性生物膜感染带来了重大的临床挑战.
- 现有的微型和纳米机器人在生理条件下面临着可访问性和推进性的限制.
- 在复杂的解剖位置开发有效的生物膜去除策略至关重要.
研究的目的:
- 推出一种液体体的抗菌膜机器人,能够克服当前的局限性.
- 为了证明机器人适应复杂表面并有效消除生物膜的能力.
- 验证机器人的性能在体外,体外和体内.
主要方法:
- 使用动态交叉连接的磁性水凝构建一个液体机器人.
- 利用机器人的粘弹性特性适应诸如医疗网格和支架等表面.
- 机械破坏,细菌的化学失活和碎片收集的调动.
- 在体外和体外对医疗器械和猪胆道的测试.
- 在体内研究涉及感染的支架在小鼠模型.
主要成果:
- 这种液体机器人成功地适应了复杂的地形.
- 实现了生物膜基质的有效机械破坏,细菌的化学灭活和碎片的去除.
- 在内镜和X射线成像下证明了成功的跟踪和导航.
- 在体内治疗清除了小鼠内置支架中的生物膜感染.
结论:
- 动态交叉连接的磁性水凝机器人为反抗生物膜感染提供了一个有希望的解决方案.
- 机器人的独特特性使得在具有挑战性的生理环境中能够有效地消除生物膜.
- 这项技术有可能对生物膜相关疾病进行最小侵入性治疗.
