Biofilmer - mikrobiella samhällen som bildar slemmiga lager på ytor - är svåra att behandla och ta bort, ofta för att mikroberna frigör molekyler som blockerar inträdet av antibiotika och andra terapier. Nu, forskare som rapporterar in ACS tillämpade material och gränssnitt har gjort magnetiskt framdrivna mikrobotar härrörande från teknoppar, som de kallar "T-Budbots, "som kan lossa biofilmer, frigör ett antibiotikum för att döda bakterier, och rensa bort skräpet.

Många sjukhusförvärvade infektioner involverar bakteriella biofilmer som bildas på katetrar, ledproteser, pacemakers och andra implanterade enheter. Dessa mikrobiella samhällen, som ofta är resistenta mot antibiotika, kan bromsa läkningen och orsaka allvarliga medicinska komplikationer. Nuvarande behandling inkluderar upprepade höga doser av antibiotika, som kan ha biverkningar, eller i vissa fall, kirurgiskt utbyte av den infekterade enheten, vilket är smärtsamt och dyrt. Dipankar Bandyopadhyay och kollegor ville utveckla biokompatibla mikrobotar som kunde styras med magneter för att förstöra biofilmer och sedan skrubba bort röran. Laget valde Camellia sinensis teknoppar som råvara för deras mikrobotar eftersom knopparna är porösa, giftfri, billig och biologiskt nedbrytbar. Teknoppar innehåller också polyfenoler, som har antimikrobiella egenskaper.

Forskarna malde några teknoppar och isolerade porösa mikropartiklar. Sedan, de belade mikropartiklarnas ytor med magnetitnanopartiklar så att de kunde kontrolleras av en magnet. Till sist, antibiotikumet ciprofloxacin var inbäddat i de porösa strukturerna. Forskarna visade att T-Budbots släppte ut antibiotikan främst under sura förhållanden, som uppstår vid bakterieinfektioner. Teamet lade sedan till T-Budbots till bakteriella biofilmer i rätter och magnetiskt styrde dem. Mikrobotarna penetrerade biofilmen, dödade bakterierna och rensade bort skräpet, lämnar en fri väg i deras spår. Nedbrutna rester av biofilmen vidhäftade på mikrobottornas ytor. Forskarna noterar att detta var en proof-of-concept-studie, och ytterligare optimering behövs innan T-Budbots kan användas för att förstöra biofilmer i människokroppen.