中大開發水凝膠微機械人 入人體「落藥」

香港文匯報訊（記者 高鈺）科學技術進步，現代醫療可以透過各式植入物幫助人體維持健康，例如在治療期間植入人體的導管，然而這些醫療植入物本身，有可能會滋生由微生物和微生物分泌物質組成的菌膜，引發頑固性和復發性的感染。香港中文大學研究團隊透過開發磁性水凝膠微型機械人，對抗小型管狀醫療植入物內形成的菌膜。該微型機械人採用新型水凝膠載藥技術，突破性地將菌膜感染治療的應用環境，擴展到身體不同的部位，特別是一些深入體內難以到達的位置，既能夠施加物理力量破壞菌膜，同時釋放殺菌劑殺死細菌，展示微型機械人於生物醫學應用的巨大潛力。

除植入物菌膜 遇熱釋殺菌劑

由於醫療植入物並非身體器官，沒有免疫系統保護，較容易發生菌膜感染，加上植入物通常位於人體內難以到達的位置，更增加治療難度。同時，菌膜會為細菌提供屏障，即使使用抗生素亦難以徹底清除，更可能引致抗生素過度使用及出現「超級細菌」風險，所以有必要開發不使用抗生素的治療菌膜感染新方法。

由中大工程學院機械與自動化工程學系張立領導的團隊研發的磁性水凝膠微型機械人，便可望為有關情況帶來解答方案。該微型機械人以柔軟、濕潤、高生物相容性的水凝膠材料組成，能夠儲存殺菌劑等藥物，當水凝膠被加熱到其低臨界相變溫度（約32°C）以上時，會釋放出殺菌劑，令微型機械人在多種不同的生物醫學應用上有巨大潛力。

透過自主研發的微機械人平台，團隊能將磁性微型機械人精確導航到目標病菌的地方，包括膽管支架和泌尿道疾病的導尿管，亦可將標靶藥物輸送至人體內微小而曲折的管腔中。

「磁場控制所產生的機械力可以物理上破壞菌膜，而釋放殺菌劑可更有效地殺滅細菌」，而團隊早前曾進行研究，將鐵顆粒摻入熱敏水凝膠中，令它對磁場產生反應，繼而釋放藥物，「是次我們進一步將熱敏磁性水凝膠作為製造微型機械人材料，以對抗菌膜。」張立說。

中大醫學院周毓浩創新醫學技術中心研究助理教授陳啟楓補充，磁性水凝膠可以攜帶過氧化氫溶液，在菌膜治療中殺菌，「新的載藥功能結合磁控的物理刮擦，可減少對抗菌膜的殺菌劑用量，確保治療的有效性。此外，微型機械人可控制於指定地方釋放過氧化氫，進一步降低副作用，將對周圍健康組織的影響減至最小。」

張立表示，團隊正與醫療合作夥伴討論合適應用場景，並計劃使用經改進的微型機械人技術進行動物實驗，同時開發能與臨床影像診斷技術相容並合乎人體尺寸的磁力驅動系統，以供患者臨床應用，「我們亦會與醫療以外的機構和業界合作，拓展磁性水凝膠微機械人於環境和工業上的應用。」