中大全球首款抗菌膜液態機械人面世

香港文匯報訊（記者 莫楠）香港中文大學聯同國際研究團隊，研發出全球首款抗菌膜磁控液態機械人，突破性地整合黏彈性適應技術與三重協同殺菌機制，透過機械人運動傳導磁場，破壞菌膜的物理結構，削弱其保護作用，並針對浮游細菌釋放抗菌劑，最後由機械人將菌膜碎片結合，防止重複感染，為清除和治療植入物菌膜感染開拓全新方向。有關成果已刊載於國際研究期刊《科學進展》。

據世界衞生組織統計，抗菌素耐藥性每年導致全球近500萬人死亡，其中醫療植入物表面形成的菌膜屏障是主要誘因之一。人體內的醫療植入物表面因缺乏免疫保護，極容易發生菌膜感染。傳統的抗生素治療難以穿透菌膜屏障，而以手術移除植入物則有機會造成二次創傷。

可入體內縫隙清除頑固菌膜

中大機械與自動化工程學系教授張立領導的團隊，在前期研究中開發的磁性微型機械人雖能清除簡單管道內的菌膜，但面對醫療支架、網片等複雜結構時效果有限。有見及此，團隊另闢蹊徑研發出全球首創的抗菌膜磁控液態機械人，採用動態交聯磁性水凝膠材料，可透過精準調控外部磁場，啟動機械人不同行為模式。例如，在彈性模式下，機械人可在病人體內進行旋轉、翻滾及跨越障礙等動作；在液態模式下，則可變成液態化的機械人，深入病人體內縫隙清除頑固菌膜。

實驗數據顯示，治療疝氣的三維醫療貼片經機械人處理後，菌膜減少84%，而膽道支架上的間隙，經機械人清除菌膜後，87%細菌失去活性。團隊亦利用老鼠做對照實驗，發現植入物受感染的老鼠經機械人治療後，在12天內完全恢復體重，發炎反應降低40%。此外，團隊首創利用內窺鏡與X光的雙導航技術，成功操控機械人穿越豬膽管內的金屬支架。

張立表示，今次技術首次實現微型機械人力量與靈活性兩者兼備的特性，團隊下一步會進行大型動物模型測試，並計劃推行人體臨床試驗。論文共同作者、新加坡南洋理工大學李光前醫學院教授沈祖堯表示，其重點研究的膽道菌膜感染，常規療法難以根治，「是次液態機械人研究提供新思路，期望未來可搭載新型抗菌劑，並於臨床環境驗證成效。」