这种非正统疗法很快就会用于人类。
研究人员通过将成群的游泳微型机器人顺着啮齿动物的气管倾泻而下，成功地根除了小鼠肺部的致命肺炎感染。这种直接针对感染部位的非正统疗法在治愈受感染的小鼠方面是 100% 有效的，如果后续研究表明它也适用于人类，那么有朝一日可以用于人类。
抗菌机器人是由活的微藻制成的，它们有两条尾巴或鞭毛，它们用来在流体介质中游泳。科学家们用装载有抗生素的微小纳米粒子覆盖藻类，当藻类游过肺部时，纳米粒子会在整个肺部缓慢分泌杀细菌的化学物质。
在这项新研究中，研究人员用铜绿假单胞菌感染了两打老鼠，这种细菌会导致包括人类在内的一系列动物患上肺炎。一半受感染的老鼠被给予一剂微型机器人，并在一周内完全康复。但另一半未经治疗的人在感染后三天内全部死亡。
研究人员在 9 月 22 日在线发表在《自然材料》杂志上的一篇新论文中写道，这些实验是新疗法的重要“概念证明”，未来也可用于人类。
“根据这些小鼠数据，我们看到微型机器人可能会提高抗生素的渗透性，从而杀死细菌病原体并挽救更多患者的生命，”该研究的合著者、加州大学圣地亚哥分校儿科教授 Victor Nizet 博士说， 在一份声明中说。
在细菌性肺炎感染期间，入侵的细菌会在肺部的微小气囊或肺泡中引起炎症，这也可能导致这些气囊充满液体。 炎症和液体会使呼吸变得极其困难和痛苦，还可能引发发烧和发冷。 根据梅奥诊所的说法，肺炎对幼儿、老人和已经生病或免疫抑制的患者尤其危险。
有针对性的交付
目前，细菌性肺炎患者通过静脉内 (IV) 注射使用抗生素治疗，将药物直接输送到患者的血液中。但是抗生素需要时间才能通过患者的血液进入肺部，这可能是危重患者生死的区别。
相比之下，通过气管注射微型机器人——藻类的游泳能力自然地将它们传播到肺部的其余部分——意味着抗生素几乎可以立即准确、快速地输送到感染部位。在静脉注射期间，大部分抗生素也可能最终被浪费，这会降低治疗的有效性。
“通过静脉注射，有时只有很小一部分抗生素会进入肺部，”尼泽特说。 “这就是为什么目前许多针对肺炎的抗生素治疗效果不佳，导致病情最严重的患者死亡率非常高。”
研究人员在研究中报告说，在一项单独的小鼠实验中，将微型机器人治疗与 IV 注射进行了比较，IV 治疗的小鼠需要的抗生素剂量是微型机器人剂量小鼠的 3,000 倍。
在肺炎的极端情况下，患者经常被放置在呼吸机上以帮助他们呼吸。 研究人员指出，这意味着许多危重病人已经有了直接通向肺部的管子，这些管子可以用来运送微型机器人。
抑制症状
除了比目前的肺炎治疗更快、更有效之外，微型机器人还可以通过在杀死病原体时减轻炎症来帮助加快患者的康复时间。
静脉注射抗生素杀死引起疾病的细菌。之后，患者必须等待炎症自然消退。炎症会留下长期的损害，即使没有，也需要很长时间才能自行消退。研究人员写道，卧床休息、消炎药和止痛药可以帮助帮助愈合过程，但及早解决炎症是更好的策略。
微型机器人抗炎作用的关键是粘附在微藻上的纳米颗粒。含有抗生素的胶囊被中性粒细胞的细胞膜覆盖，中性粒细胞是一种白细胞，是人体自然免疫反应的一部分。
中性粒细胞旨在靶向发炎的细胞，并被称为中性粒细胞胞外陷阱 (NET) 的特殊结构所覆盖。声明称，这些 NET 能够捕获和中和细菌释放的炎症分子，这使得微型机器人能够在它们游过肺部时清除这些讨厌的分子，以寻找引起肺炎的细菌。
一旦微型机器人杀死了病原体，免疫细胞就会消化微型机器人。 研究人员说，由于微型机器人是由完全天然的材料制成的，包括构成纳米颗粒的特殊可生物降解聚合物，因此没有残留的化学物质会对肺部造成任何损害。
“没有留下任何有毒物质，”该研究的合著者、加州大学圣地亚哥分校的纳米工程师 Joseph Wang 在声明中说。
下一步
新研究可能只是概念验证，但结果表明微型机器人“安全、易于[管理]、生物相容性和持久性，”王说。
研究人员现在将开始对较大的动物进行试验，看看结果是否可以复制。 声明称，如果是这样，该团队希望最终开始人体试验。
研究人员写道，微型机器人游过身体的能力也使它们成为治疗其他疾病的绝佳候选者，例如胃和血液感染。