中大研發微型機械人 深入消化小管道治病
2021年04月09日03:00
中大研究團隊研發以幹細胞為基礎的「微型機械人」,可深入以往內鏡不可到達的部位。

【星島日報報道】現時內窺鏡檢查常用於診斷不同的消化道疾病,但無法進入狹小和曲折的管道,覆蓋範圍受限,難以及早發現病變。中文大學跨學科研究團隊,近日成功研發一款以幹細胞為基礎的「微型機械人」,可在人體快速傳輸,並深入以往內鏡不可到達的部位,包括膽管、胰管等,進行體內檢查及微創治療。新技術預料可於三至五年後進入臨牀實驗階段。

這款由中大醫學院及機械與自動化工程學系共同研發的微型機械人,全稱為「生物合成軟體微型機械人」,主要由大量幹細胞及微量磁性粒子組成,分別佔百分之九十八及百分之二,而一個微型機械人可最多包含二十萬個幹細胞。研究團隊表示,由於使用的幹細胞源自於宿主,有助減低免疫系統的排斥反應。

「生物合成軟體微型機械人」的直徑大約為一百至五百微米,厚度與頭髮絲相若,柔較度亦類近人體的大腦組織。中大醫學院周毓浩創新醫學技術中心主任趙偉仁表示,機械人在磁場驅動下,不但可快速反應及確定目標,更可在傳送過程中變型,通過體內複雜且狹窄的管道。他續指,微型機械人已完成體外實驗,預計在一、兩年後可開展動物實驗,團隊或會先在科學園利用豬隻做測試。他期望,新技術可於三至五年後進入臨牀實驗階段。

傳統內窺鏡的直徑接近一厘米,無法穿進膽管、胰管等微小的管道,導致部分疾病未能及時發現。趙偉仁期望,微型機械人可協助發現癌症;並攜帶大量且有效的幹細胞作標靶治療,協助治療在膽總管結石或肝內膽管結石、炎症性腸病及良性膽管疾病等消化道疾病。

此外,研發團隊亦開發了一個臨牀成像工具的機械人平台「雙模成像內鏡輔助磁驅動系統」,以助微型機械人進入人體內深處的狹窄空間。第一階段,通過內為微型機械人建立「快速通道」,讓其避免人體內複雜的流體環境,例如黏液,並快速穿過各種器官或組織的生物屏障;第二階段,利用磁場驅動,將機械人精準地運送到目標位置,例如膽管入口;第三階段,則通過超聲波成像,在內鏡不可到達的區域,例如膽管深處,追蹤和監察微型機械人。

中大機械與自動化工程學系副教授張立補充,微型機械人可在八分鐘內遞送至約一米距離,可以更加精準、快速和長距離的傳輸到狹窄的管道,可填補內窺鏡的不足。

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