Nanorobotic 시스템은 곰팡이 감염을 목표로 하는 새로운 옵션을 제공합니다.

26 년 2023 월 XNUMX 일 (나노 워크 뉴스) 다음과 같은 곰팡이로 인한 감염 칸디다 알비 칸스, 기존 치료법에 대한 저항성으로 인해 전 세계적으로 심각한 건강 위험을 초래하므로 세계보건기구(WHO)가 이를 최우선 문제로 강조했습니다. 나노물질은 항진균제로서의 가능성을 보여주지만, 현재 반복에서는 신속하고 표적화된 치료에 필요한 효능과 특이성이 부족하여 치료 시간이 길어지고 잠재적인 표적 이탈 효과 및 약물 내성이 발생합니다. 이제 펜실베니아 대학교 치과의과대학의 구현(Michel)과 펜실베니아 공과대학의 에드워드 스티거(Edward Steager)가 공동으로 이끄는 연구팀은 전 세계 건강에 광범위한 영향을 미치는 획기적인 개발을 통해 다음을 만들었습니다. 곰팡이 병원체를 신속하고 표적화하여 제거할 수 있는 마이크로로봇 시스템. 칸디다 알비칸스 효모균은 인간 미생물총의 정상적인 부분이지만 기존 치료법에 대한 저항성으로 인해 전 세계적으로 심각한 건강 위험을 초래하는 심각한 감염을 일으킬 수도 있어 세계보건기구(WHO)가 이를 최우선 문제로 강조했습니다. . 위 사진은 조직 샘플에 결합하거나 교란하지 않고 나노자임 마이크로로봇에 의해 곰팡이 응집체가 효과적으로 제거되기 전(왼쪽)과 후(오른쪽)의 형광 이미지를 보여줍니다. (사진설명: 오민준, 윤석영) “칸디다과 특히 치료하기 어려운 끈질긴 생물막 감염을 형성합니다.”라고 Koo는 말합니다. "현재의 항진균 치료법은 이러한 병원체를 빠르고 효과적으로 제거하는 데 필요한 효능과 특이성이 부족합니다. 따라서 이번 협력은 우리의 임상 지식을 활용하고 Ed 팀과 로봇 전문 지식을 결합하여 새로운 접근 방식을 제공합니다." 연구진은 질병 완화를 위한 새로운 지식을 발굴하고 구강 및 두개안면 건강 관리 혁신을 발전시키기 위해 엔지니어링 및 컴퓨터 접근 방식을 활용하는 이니셔티브인 Penn Dental의 혁신 및 정밀 치과 센터의 일원입니다. 이 논문의 경우 고급 재료 ("진균 감염을 표적으로 삼는 나노자임 기반 로봇 공학 접근법"), 연구자들은 나노자임(nanozyme)으로 알려진 촉매 나노입자의 최근 발전을 활용하여 곰팡이 세포를 정확하게 표적화하고 신속하게 파괴할 수 있는 소형 로봇 시스템을 구축했습니다. 그들은 전자기장을 사용하여 이러한 나노자임 마이크로로봇의 모양과 움직임을 매우 정밀하게 제어함으로써 이를 달성했습니다. "이 연구에서 나노입자를 제어하기 위해 우리가 사용하는 방법은 자성이므로 정확한 감염 위치로 지시할 수 있습니다."라고 Steager는 말합니다. "우리는 또 다른 중요한 특성, 즉 촉매성을 갖는 산화철 나노입자를 사용합니다." 전자기 코어는 곰팡이 감염 부위를 표적으로 삼아 나노자임봇 배열을 정확하게 안내합니다. (사진설명: 오민준, 윤석영) Steager 팀은 나노자임의 운동, 속도 및 형성을 개발하여 과산화수소를 물과 산소로 분해하는 데 도움이 되는 효소 과산화효소와 마찬가지로 촉매 활성을 향상시켰습니다. 이는 감염 부위에서 생물막 파괴 특성이 입증된 화합물인 다량의 활성 산소종(ROS)의 생성을 직접적으로 허용합니다. 그러나 이러한 나노자임 어셈블리의 진정한 선구적인 요소는 예상치 못한 발견이었습니다. 즉, 곰팡이 세포에 대한 강력한 결합 친화력이었습니다. 이 기능은 곰팡이가 존재하는 정확한 위치에 나노자임의 국지적 축적을 가능하게 하고 결과적으로 목표 ROS 생성을 가능하게 합니다. Steager는 “우리의 나노자임 어셈블리는 특히 인간 세포와 비교할 때 곰팡이 세포에 대한 놀라운 매력을 보여줍니다. "이 특정 결합 상호작용은 감염되지 않은 다른 부위에 영향을 주지 않으면서 강력하고 집중된 항진균 효과를 얻을 수 있는 길을 열어줍니다." 나노자임의 고유한 기동성과 결합하여 강력한 항진균 효과를 발휘하여 전례 없는 10분 내에 곰팡이 세포를 신속하게 박멸하는 것을 보여줍니다. 앞으로 팀은 나노자임의 제어 및 전달을 자동화하는 새로운 방법을 통합하므로 이 독특한 나노자임 기반 로봇 공학 접근 방식의 잠재력을 보고 있습니다. 항진균 치료에 대한 약속은 시작에 불과합니다. 정확한 표적화와 신속한 조치는 다른 유형의 완고한 감염을 치료할 가능성을 시사합니다. “우리는 병원성 곰팡이 감염과 싸우는 강력한 도구를 발견했습니다.”라고 Koo는 말했습니다. “여기서 우리가 성취한 것은 중요한 도약이지만, 이는 단지 첫 번째 단계일 뿐입니다. 곰팡이에 대한 예상치 못한 결합 특이성과 결합된 자성 및 촉매 특성은 자동화된 '표적 결합 및 살해' 항진균 메커니즘에 대한 흥미로운 기회를 열어줍니다. 우리는 더 깊이 탐구하고 잠재력을 최대한 발휘하기를 열망하고 있습니다.” 이러한 로봇 공학적 접근 방식은 곰팡이 감염과의 싸움에서 새로운 지평을 열었으며 항진균 치료의 중추적인 지점을 표시합니다. 의료 및 치과 전문가들은 새로운 도구를 사용하여 이러한 어려운 병원체에 효과적으로 대처하는 데 그 어느 때보다 가까워졌습니다.

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• 출처: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63066.php