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《國際要聞》新型態微型機器人!藻類細胞載體助細胞性肺炎患者準確投遞抗生素
2022-09-29

※加州大學聖地亞哥分校透過藻類細胞為載體,在細菌性肺炎患者身上準確投遞抗生素。(Photo credit: UC San Diego)

加州大學聖地亞哥分校(University of California San Diego)的研究團隊近日開發出治療細菌性肺炎(bacterial pneumonia)的微型機器人系統。這種微型機器人由活藻類細胞組成,能在生物體液中非常有效地移動,使機器人能將藥物投遞到肺部難以抵達的區域。

藻類細胞上鑲嵌著含有抗生素的聚合物球體,這些球體上塗有嗜中性球(neutrophils)的膜,這有助於中和肺部細菌釋放的發炎分子,提供局部的抗發炎效果。在患有細菌性肺炎的小鼠測試中,這些微型機器人清除了感染部位。所有接受治療的小鼠至少存活了30天,而未接受治療的小鼠則在3天內死亡。

細菌性肺炎對病人影響相當大,尤其因為它常在機械通氣(mechanically ventilated)且情況危急時的患者身上發生,難以治療。僅將大劑量的抗生素注入血液效果可能不佳,因為只有少部份劑量最終會抵達肺部所需的區域。

因此,更有針對性且有效的治療方法有其需求。這使UCSD的研究團隊研發了一種局部療法,可以準確地將藥物投遞到肺部。研究人員表示:「我們的目標是向身體中更具挑戰性的部分,如肺部,進行有針對性的藥物投遞。我們希望以一種安全、簡便、生物相容和持久的方式進行,而這就是我們在這項研究中所證明的。」   

研究人員選擇了藻類作為抗生素的傳遞載體。藻類細胞非常善於在生物體液中游動,例如肺炎患者肺部通常存在較厚的黏液。他們將含有抗生素的聚合物球體附著在藻類細胞的外部,並將球體塗在嗜中性球膜上以增加抗發炎作用。

他們在患有綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)引起的肺炎小鼠身上測試了這些微型機器人。這類型的肺炎往往發生在接受機械通氣的病人身上,而且可能會危及生命。研究小組使用插入氣管的管道將微型機器人送入肺部。在接受治療的小鼠中,感染在一周後消失,並且全部存活,而未接受治療的小鼠則在短短三天內死亡。這種方法也比靜脈注射抗生素更有效,只需要一小部分劑量就能有效治療感染。

透過靜脈注射,有時只有非常小部分的抗生素能夠進入肺部。因此目前許多抗生素治療肺炎的效果並不理想,導致病入膏肓的患者死亡率非常高。研究人員表示,根據這些小鼠的數據,我們看到微型機器人有望改善抗生素的滲透,以殺死細菌病原體,拯救更多患者生命。

(來源:Medgadget 生策中心編譯)

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