美国宾州大学的研究团队开发了一种微型清洁机器人，具有两种系统类型，一种设计在表面上工作，另一种在狭窄空间内操作。这种具有催化活性的机器人可以巧妙地破坏细菌生物膜，具有广泛的潜在应用，例如保持水管或导管干净、清洁牙齿以降低蛀牙和感染的风险，本研究发表在Science Robotics期刊上。
细菌生物膜可以出现在许多地方，例如在牙齿上或水管中，生物膜具有细菌的粘性基质，使抗微生物剂效果大打折扣，进而难以去除细菌。在以前的研究中，研究团队使用含氧化铁的奈米颗粒，具有产生自由基过氧化氢的催化作用以破坏生物膜。
在最新的研究中，研究团队偶然地发现由另一工程团队使用的机器人系统使用了非常相似的氧化铁奈米粒子作为微型机器人的模组，工程师使用磁场控制这些机器人的运动，不需使用牵线就能引导它们。
于是研究人员跨团队优化和测试了两种类型的机器人系统，称为催化抗菌机器人(catalytic antimicrobial robots CARs)，能够分解和去除生物膜。第一种方法是将氧化铁奈米颗粒悬浮在溶液中，再用磁体引导以犁样方式去除表面上的生物膜；第二种系统是将奈米颗粒嵌入三维形状的凝胶模具中，可用于破坏封闭管的生物膜。两种类型的CAR都能有效地杀死细菌，破坏周围的基质，并高度精确地清除碎片。
在对平板玻璃表面或封闭玻璃管上生长的生物膜进行机器人测试后，研究人员尝试了一种更具临床相关性的应用：从难以接触的人类牙齿去除生物膜。这些机器人可以非常有效地同时完成，不会留下任何生物膜痕迹。未来研究团队将成果推向临床应用，这种机器人的运动亦可以通过微镜或其他医学成像方法，来收集的生物膜的影像。(640字；图1)