【科創獻港力】用病人血製機械人 「紅蟲」入腦送藥治癌

港中大張立團隊在豬隻試驗成功 料最快三年內做人體實驗

腦神經外科手術相當複雜，只因大腦是極度精密的器官，無數功能結構緊密交織，要在大腦內精準導航並進行治療困難重重。香港中文大學團隊研發出利用病人自身血液製成的微型機械人，可以在腦部最迂迴曲折的區域中穿梭。這種外表纖維狀猶如「紅蟲」、厚度僅為微米級的微型機械人，可直接將化療藥物遞送至腫瘤部位，有望為腦腫瘤治療帶來更好的方案。負責人分享，微型機械人已成功在豬隻身上抑制了腦腫瘤的生長，未來計劃在更複雜的動物模型中進行測試，預計在三至五年內進行人體實驗，期望能為癌症治療帶來嶄新發展。 ●香港文匯報記者 姬文風

目前各種腦腫瘤治療方案均存在風險，手術切除風險極高，放射治療又可能誤傷脆弱的腦組織，化療是第三種常見的治療方法，但面對血腦屏障的阻礙，難以將足夠劑量的藥物遞送到大腦。其中，隱藏在腦部深處的腫瘤尤其棘手，涉及難以觸及的區域或靠近關鍵功能區，如腦幹、丘腦及眼眶後方，更需格外謹慎。

港中大機械與自動化工程學系教授張立帶領的團隊，研發出利用病人自身血液製成微型機械人，可以在僅兩毫米的狹窄空間中移動。具體來說，團隊從血液提取纖維蛋白，將其與水凝膠結合。水凝膠是一種極具柔韌性的材料，這樣製成的微型機械人其剛度與腦組織十分相似，並為機械人的運動提供更大彈性，讓它們可以穿過大腦最複雜的區域，而不造成可觀察到的損傷，更降低了免疫排斥的風險。

此外，血液水凝膠微型機械人嵌入了磁性納米顆粒，意味着可以透過X光成像技術觀察其活動，並利用外部磁場編程實現實時控制。

經腦脊液移動 更易控制

「這種做法可以讓微型機械人實現多種運動模式，包括翻滾、爬行和擺動，並可針對特定環境進行調整。」張立在接受中大刊物訪問時介紹，通過動態調整磁場的方向和強度，機械人能適應複雜的腦內結構，確保導航精準且安全。外科醫生可以引導機械人到達腫瘤部位，通過外部的強力磁場使微型機械人分裂，將化療藥物精準地釋放到所需位置。

張立特別提到，血液水凝膠微型機械人是通過腦脊液移動，這比用血管移動更優勝，因為血液流動速度可達每秒30厘米或更高，而腦脊液的流動速度每秒僅為0.3至1厘米，意味着微型機械人更易於控制。這種方式亦有效避開了血腦屏障的阻隔，以及藥物在血液中快速流失的問題。

對準患處落藥 可減副作用

「與傳統療法相比，這種局部定點傳遞的化療藥物明顯更有效。它能在所需區域釋放更高的藥物濃度，同時最大程度避免影響其他區域，減低副作用。」張立分享道，這項技術特別適用於治療難以觸及或隱密部位的腫瘤，它將可應用於治療大多數腦腫瘤，甚至其他深部器官的腫瘤。

在研究中，微型機械人成功在豬隻身上抑制了腦腫瘤的生長。張立表示，團隊下一階段將優化軟體微型機械人的設計與功能，「我們正在改進纖維結構，希望增強運動能力和藥物遞送功能，並提升精準度和效率。我們亦會探索及整合先進的成像和控制系統的功能，以改善實時追蹤和遠程操作的效果」，未來會致力將其推展至臨床應用。