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中大研變形納米機械人 粒子組成送藥大軍 盼助醫腦中風

【明報專訊】「電影《變形金剛》、動畫《大英雄聯盟》我都愛看,盼當中的變形機械人成真。」中大機械與自動化工程學系副教授張立把電影和動畫的情節實現:其團隊研發出「變形納米機械人」,由粒子組成「送藥大軍」,注入人體後可經磁場設備控制,隨意伸長縮短、分散或合體「變形」,方便在血管穿梭,將藥物送到指定部位。團隊擬將技術應用於腦中風治療,傳送溶血栓藥免病人開顱,研究料5年後作臨牀實驗。

明報記者

以上研究已刊登於8月的國際科學期刊《自然通訊》(Nature Communications)。張立說,中風及癌症等主要疾病,治療方法不外乎手術或服藥,但均有局限:手術礙於工具體積所限,器官深處難動刀;至於服藥後經血液循環「走勻全身」,難保準確「殺敵」。為針對上述難題,科學界7、8年前已研究細如「納米級」機械人,負責送藥並可追蹤位置。

張立團隊研發的「機械人」,以「氧化鐵」製成,細至100至500納米,即等同頭髮厚度千分之一,但既然特點是細,可載藥物亦少,如何起效?他說團隊由動物界的「集群」(Swarm)現象得到啟發,「部分鳥類及魚類殺傷力低,便聯群結隊行動加強力量,以防被獵殺」,而納米粒子亦可組成「送藥大軍」合力起效。

磁場控走向 X光察位置

《大英雄聯盟》主角「阿廣」以腦電波操控微型機械人改變形態,張笑說「動畫歸動畫」,現實的「粒子兵團」是經磁場調控走向,配合X光透視檢查監察「兵團」位置,但最大的技術突破,是可以調節磁場振幅及頻率操控兵團「變形」,隨意組合成不同形態,如伸長縮短、分散或合體,「腦部血管結構複雜如迷宮」,但其研究則可迎合不同血管形態準確送藥,是同類機械人不能及。

盼5年後做人體臨牀實驗

張立說目前治療急性中風黃金時間僅數小時,但開顱清除血栓風險高;注射溶血栓藥經血液循環「走勻全身」或致體內出血,盼「變形納米機械人」帶藥經注射到腦部指定目標溶解血栓,快速安全。

他補充,氧化鐵粒子可在人體降解,而控制用的磁場,只有現時常見磁力共振的磁場的千分之一,對人體較安全;團隊正與中大醫學院合作,在小鼠身上實驗,清除其腿部血栓,並希望5年後可作人體臨牀實驗。

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