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19/03/2019

【臨床研究階段】解構醫療級微型機械人!藥物運送、毒素檢測的無限可能

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  近年世界各國都著力發展醫療科技,穿戴式器材、人工智能輔助診斷的發展已漸見成熟,下一個備受注目的,將會是可進入人體的醫療級微型機械人。科技界對微型機械人的想法由來已久,但很長的一段時間都只在概念和研究階段,不過隨著納米技術的成熟,剛過去的 2018 年,微型機械人的發展有了長足的進展,部分概念更已進入臨床研究階段,有望三五年後正式用於人體。

 

外觀物料迥異 具磁性是共同點

 

中大以螺旋藻製造微型機械人,物料天然。

 

  說是微型機械人,但以「可用磁場控制的人造微粒」來形容其實更為貼切。按大小形態上的不同,期望將來能進入人體進行不同的任務,所以物料的選擇上,也需要以可生物降解物料,如可生物降解水凝膠、天然的螺旋藻、真菌孢子,作為機械人的「身體」,再混入氧化鐵(四氧化三鐵)等具磁性顆粒,就可以從外部以電磁場去控制,其操作有點像磁力共振檢測,但規模小得多,而所需的磁通量也較低。

 

因移動力衍生的不同形態

 

城大研究團隊研發的多足軟體機械人,能夠在惡劣的環境下載重運輸。

瑞士團隊的變形機械人,形如細心,能就環境需要變形去保持行進速度。

 

  微型機械人之所以被寄以厚望,是因為它們能以磁力引導行走路線,準確運送藥物、細胞,快速和準確送到指定位置。不過身體不同位置的管道狀況各有不同,部分粘稠度高的(如血管)更可能會影響到微型機械人的移動速度,是以近不少微型機械人的研究,都會從機械人的形態作考慮。有的可以就周遭液體流動性自動改變形狀;有的具毛蟲般的多足設計,令其移動時能大幅減少跟表面的摩擦;有的甚至可透過磁性去令若干數量的磁粉合體或分散,以便在微細的血管中快速移動。

 

由藥物運送到毒素檢測的無限可能

 

納米機械人能分散、合體滿足不同需要

微型機械人也可用於體外作不同的檢測。

 

  畢竟仍未至臨床測試階段,所以應用上仍以構想為主,最直接的想法,是藥物和細胞的運送。例如前文提到可控制分散和合體的納米機械人,就很適合為急性中風作出藥物運送,比傳統用藥的成效更快更準確。不過微型機械人的應用其實有很多可能性,中大早前研究的真菌孢子微型機械人,就可用於稀釋的排泄物樣本,主動尋找梭菌毒素作快速檢測,15 分鐘可有結果檢測需要 24 小時以上更方便快捷,甚至有望取代傳統檢測方法。

 

 

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