微型機械人突破 血管超聲波導航
2021年03月29日03:00

【星島日報報道】(星島日報報道)科學界一直在研究使用微型機械人技術治病,由香港中文大學機械與自動化工程學系副教授張立(見圖)領導的研究團隊,早前已成功將微型機械人透過血管傳送藥物到人體各部位,團隊近日再有新突破,透過超聲波技術,為微型機械人在血管動態環境中作出實時導航及定位移動。張立強調,團隊最終目標是將微型機械人技術應用於轉化醫學中,例如以微創的方式,在人體內深處進行血管內介入治療。

科學界一直在研究微型機械人在生物醫學方面的應用,其優點是體積細小,能穿越狹窄空間例如微絲血管,將藥物運送到身體指定較深入的部位,達致針對性治療的效果。不過其體積同時是缺點,每個機械人只能攜帶有限的藥物,因此必須有成千上萬機械人同時工作,才能輸送足夠分量的藥物。在過去的實驗中,研究團隊已可以在簡單的靜態環境下,控制微型機械人集群的組成及控制其移動,以模擬自然界中生物的集體行為,但在人體血管中實際應用時,機械人群體的形成、導航以及定位均會受到血液流動的干擾,面臨極大技術挑戰。

由香港中文大學機械與自動化工程學系副教授張立領導的研究團隊,早前已成功將微型機械人透過血管傳送藥物到人體各部位,團隊近日再有新突破。在團隊最新的研究,採用多普勒超聲波成像技術,作為微型機械人集群在血管動態環境實時導航及定位移動的解決方案。

研究團隊將微型機械人注入血管,在旋轉磁鐵驅動下,機械人在血管壁附近形成集群並跟隨磁鐵運行。由於血管壁附近血流量較低,對集群的組成影響相對較小,而且機械人粒子之間的相互作用較強,令集群可以逆血流而上或者順血流而下。微型機械人藉此可以透過多普勒超聲波成像從多角度實時追蹤集群。即時的超聲波信號回饋和快速的磁力控制,有助在不同的環境為微型機械人導航。張立表示,團隊最終目標是將微型機械人技術應用於轉化醫學中,例如以微創的方式,在人體內深處進行血管內介入治療。

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