Forskare vid University of California, San Diego har visat att en mikromotor som drivs av magsyra kan ta en bubbeldriven tur inuti en mus. Dessa små motorer, var och en ungefär en femtedel av ett människohårs bredd, kan en dag erbjuda ett säkrare och mer effektivt sätt att leverera läkemedel eller diagnostisera tumörer.

Experimentet är det första som visar att dessa mikromotorer kan fungera säkert i ett levande djur, sa professorerna Joseph Wang och Liangfang Zhang från NanoEngineering Department vid UC San Diego Jacobs School of Engineering.

Wang, Zhang och andra har experimenterat med olika konstruktioner och bränslesystem för mikromotorer som kan färdas i vatten, blod och andra kroppsvätskor i labbet. "Men detta är det första exemplet på att lasta och släppa en last in vivo, " sa Wang. "Vi trodde att det var den logiska förlängningen av det arbete vi har gjort, för att se om dessa motorer kanske kan simma i magsyra."

Magsyra reagerar med motorernas zinkkropp för att generera en ström av vätemikrobubblor som driver motorerna framåt. I sin studie publicerad i tidskriften ACS Nano , forskarna rapporterar att motorerna satt fast i magslemhinnan hos möss. Eftersom zinkmotorerna löses upp av syran, de försvinner inom några dagar och lämnar inga giftiga kemiska spår.

När de laddade motorerna med en test "nyttolast" av guld nanopartiklar, Wang, Zhang och deras medarbetare fann att fler av dessa partiklar nådde magslemhinnan när de bärs av motorerna, jämfört med när enbart partiklarna svaldes. Motorerna levererade 168 nanogram guld per gram magvävnad, jämfört med de 53,6 nanogram per gram som levererades via den traditionella orala vägen.

"Detta första arbete verifierar att denna motor kan fungera i ett riktigt djur och är säker att använda, " sa Zhang.

I experimentet, mössen intog små droppar lösning som innehöll hundratals mikromotorer. Motorerna blir aktiva så fort de träffar magsyran och zoomar mot magslemhinnan med en hastighet av 60 mikrometer per sekund. De kan köra själv så här i upp till 10 minuter.

Denna framdrivande explosion förbättrade hur väl de konformade motorerna kunde penetrera och fastna i slemskiktet som täcker magväggen, förklarade Zhang. "Det är motorn som kan slå in i detta trögflytande skikt och stanna där, vilket är en fördel jämfört med mer passiva leveranssystem, " han sa.

Forskarna fann att nästan fyra gånger så många zinkmikromotorer hittade sin väg in i magslemhinnan jämfört med platinabaserade mikromotorer, som inte reagerar med och inte kan drivas av magsyra.

Wang sa att det kan vara möjligt att lägga till navigeringsfunktioner och andra funktioner till motorerna, för att öka sin inriktningspotential. Nu när hans team har visat att motorerna fungerar i levande djur, han noterade, liknande nanomaskiner kan snart hitta en mängd olika applikationer inklusive läkemedelsleverans, diagnostik, nanokirurgi och biopsier av svåråtkomliga tumörer.