Antibiotica zijn efficiënter wanneer ze direct op de plaats van besmetting op hun doelwit kunnen inwerken, zonder verdunning. In het journaal Angewandte Chemie , Amerikaanse wetenschappers beschrijven een synthetische chemische val die zichzelf naar zijn plaats van actie in de lichaamsvloeistof stuwt en vervolgens de bacteriën naar het binnenste lokt om ze te vergiftigen. Een van de belangrijkste functionaliteiten van de microdevice is de communicatie met zijn doel, zegt de studie.

De wetenschappers construeerden het nieuwe multifunctionele wapen om het veelvoorkomende medische probleem aan te pakken dat de meeste medicijnen in lichaamsvloeistoffen verdunnen voordat ze hun functie kunnen uitoefenen. Het zou efficiënter zijn als het medicijn en zijn doelwit bij elkaar zouden worden gebracht, zodat er minder medicijnen worden verspild. In samenwerking met Joseph Wang aan de Universiteit van Californië in San Diego, onderzoekers hebben een zelfrijdende chemische val ontwikkeld om ziekteverwekkers in het nauw te drijven en te vernietigen. Het werkt door de opeenvolgende afgifte van chemicaliën uit een containerachtig autonoom microapparaat en zou vooral nuttig kunnen zijn tegen maagpathogenen, melden de auteurs.

De wetenschappers ontwikkelden een microzwemtoestel met een ui-achtig karakter. De kern was een motor van magnesiummetaal, die gedeeltelijk was bedekt met verschillende polymeercoatings - elk met zijn eigen functie. In een zure omgeving, zoals maagzuur, de magnesiumkorrel reageerde met het zuur om waterstofbellen te produceren, die de microzwemmer vooruit dreef, vergelijkbaar met een onderzeeër die wordt aangedreven door een gasstraal. De reis van het apparaat eindigde toen het vast kwam te zitten aan een muur, zoals het maagslijmvlies. Toen de magnesiummotor eenmaal was opgelost en uitgeput, er bleef een holle structuur over van ongeveer dertig keer de grootte van een bacterie, als een lege, meerwandige bolvormige zak.

De tas werkte als een val. Het holle microdevice lokte bacteriën erin en werd toen een giftige kooi. De binnenwanden waren gemaakt van een in zuur oplosbaar polymeer waarin het aminozuur serine is verwerkt - een stof die voedsel doorgeeft aan de darmbacterie Escherichia coli. Het oplossende polymeer gaf de serine vrij, die, door een fenomeen genaamd chemotaxis, zorgde ervoor dat de bacteriën zich naar de bron verplaatsten. Onder een microscoop, de onderzoekers observeerden accumulatie van de bacteriën in de holle bol.

In de laatste stap, een toxine werd geactiveerd. Een polymeerlaag loste op en gaf zilverionen vrij, die de bacteriën doodde. Deze meertrapsroute vertegenwoordigt een nieuwe benadering om antibiotica efficiënter te maken. De auteurs zien het ook als een "eerste stap naar chemische communicatie tussen synthetische microzwemmers en beweeglijke micro-organismen." Ze zijn van mening dat het concept kan worden uitgebreid naar een verscheidenheid aan decontaminatietoepassingen; bijvoorbeeld, in de voedings- en gezondheidssector, of voor beveiligings- en milieusanering.