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■張立與研究團隊成功研發「螺旋狀微型機械人」，通過外在磁力系統操控，進入人體進行多種疾病靶向治療。 香港文匯報記者彭子文 攝
形態仿似微生物 靶向治療克頑疾
機械人（Robotics）被視為跨學科先進技術的精粹，當中所包括的範疇極廣，除了一般人心目中充滿「金屬味」或有着「人形」外貌的機械外，擁有特殊微型結構、能進入身體發揮功能的小點，也是學界熱門的「微型機械人（Microrobots）」科研領域。香港中文大學的研究團隊參考大自然智慧，按照微生物游動時的形態，成功研發出直徑不足頭髮十分一、肉眼難見的嶄新「螺旋狀微型機械人」。微不可見的機械人，通過外在磁力系統操控，能夠在人體內經血液穿梭於不同器官間，將藥物送達進行多種疾病的靶向治療，包括癌症、中風、視網膜退化等。團隊並正專注研究「群體操控」，控制數以萬計的機械人精準地到達目的地，提高送藥及治療成效。香港文匯報記者 鄭伊莎
「微型機械人」要進入人體發揮功用，除了要「小」，還要會「動」。負責研究的中大機械與自動化工程學系助理教授張立介紹指，相比過往的「微型機械人」，是次特別採用大自然的意念，「自然界的生物體本來就有着智能性，例如細菌和微生物，它們怎樣活動都是值得參考的」；通過參照不同微生物的游動方式，他發現當中的螺旋狀特質，例如日本樹蛙精子，其螺旋狀的頭部，對在水中鑽動非常有利。
雖有「人」名 非有「人」形
張立遂循此方向，經過近8年努力，終研究出微米級、具備智能及自動化功能的「螺旋狀微型機械人」（Helical Microrobots）。雖然名為「微型機械人」，但它並非「人」形，而是結構中空的螺旋形狀，直徑約3微米至5微米，不足頭髮直徑的十分一；長度則約10微米至100微米，肉眼幾乎看不見。
至於製造材料，張立團隊正研究使用四氧化三鐵（Fe3O4）的納米顆粒，透過超聲波等讓其自動組裝成三維「螺旋狀微型機械人」。他解釋，由於四氧化三鐵毒性低，並能通過磁力共振，易於獲得分析影像，因此被生物醫學界廣為採用。張立率先利用其磁性，透過自行設計、準備申請專利的電磁線圈系統，控制機械人在體液中的流動走向，確保細胞不會受到破壞。
「這是主動的做法，可以應用在體內特定的環境」。張立進一步說，將藥物塗於螺旋機械人表面或置於其中空間，通過普通針頭注射入人體，便可傳送至特定的部位作為靶向治療。機械人能夠易於穿梭於眼球、大腦，以至細小狹窄的血管等地方，甚至可望達到單細胞送藥，針對攻擊個別癌細胞。目前研究處於試管測試階段。
群體操控 發揮藥效
一個「微型機械人」的力量有限，要提升送藥劑量的效能，涉及群體操控（Swarm Control）。張立舉例指，海裡的魚一群群地聚合移動，可避免被鯊魚攻擊，亦能發揮更大效能，「同樣道理，機械人要攻擊問題細胞，也需要結合群體的力量。」他透露，正探討當數以萬計的「微型機械人」進入人體後，如何通過外在磁場操控，控制所有機械人均精準地到達目的地，令送藥的效能發揮至最大。
不過，張立坦言，機械人並非「萬靈藥」，由於人體結構非常複雜，要讓一群群的微型機械人在特定位置運送藥物，當中的運送機理、效能等，仍有無數未知的疑團，是傳統機械工程及醫學未能解開的，需要繼續鑽研。他稱，難以預計「微型機械人」何時能夠出現在人體進行臨床治療，但肯定的是「微型機械人」將在醫療領域帶來革命性的影響。
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