Magnetiske T-Budbots lavet af teplanter dræber og renser biofilm

Biofilm - mikrobielle samfund, der danner slimede lag på overflader - er svære at behandle og fjerne, ofte fordi mikroberne frigiver molekyler, der blokerer for indtrængen af ​​antibiotika og andre terapier. Nu, forskere, der rapporterer i ACS anvendte materialer og grænseflader har lavet magnetisk drevne mikrobots afledt af teknopper, som de kalder "T-Budbots, "der kan løsne biofilm, frigive et antibiotikum for at dræbe bakterier, og renser affaldet væk.

Mange hospitalserhvervede infektioner involverer bakterielle biofilm, der dannes på katetre, ledproteser, pacemakere og andre implanterede enheder. Disse mikrobielle samfund, som ofte er resistente over for antibiotika, kan bremse helingen og forårsage alvorlige medicinske komplikationer. Nuværende behandling omfatter gentagne høje doser af antibiotika, som kan have bivirkninger, eller i nogle tilfælde, kirurgisk udskiftning af den inficerede enhed, hvilket er smertefuldt og dyrt. Dipankar Bandyopadhyay og kolleger ønskede at udvikle biokompatible mikrobots, der kunne styres med magneter for at ødelægge biofilm og derefter skrubbe rod væk. Holdet valgte Camellia sinensis teknopper som råmateriale til deres mikrobots, fordi knopperne er porøse, ikke giftig, billig og biologisk nedbrydelig. Teknopper indeholder også polyfenoler, som har antimikrobielle egenskaber.

Forskerne malede nogle teknopper og isolerede porøse mikropartikler. Derefter, de beklædte mikropartiklernes overflader med magnetitnanopartikler, så de kunne styres af en magnet. Endelig, antibiotikummet ciprofloxacin var indlejret i de porøse strukturer. Forskerne viste, at T-Budbots frigav antibiotika primært under sure forhold, som opstår ved bakterielle infektioner. Holdet tilføjede derefter T-Budbots til bakterielle biofilm i skåle og magnetisk styrede dem. Mikrobotterne trængte igennem biofilmen, dræbte bakterierne og rensede affaldet væk, efterlader en fri sti i deres kølvand. Nedbrudte rester af biofilmen klæbet til mikrobotternes overflader. Forskerne bemærker, at dette var en proof-of-concept undersøgelse, og yderligere optimering er nødvendig, før T-Budbots kan indsættes til at ødelægge biofilm i den menneskelige krop.