香港中文大學機械與自動化工程學系教授張立、醫學院教授沈祖堯和趙偉仁領導的團隊近日研發一款配備內鏡輔助磁力導航系統的「生物合成軟件微型機械人」，配合實時成像導航技術，能在人體內快速傳輸，並有望用於治療迂迴曲折管道內疾病，特別是針對一些常規醫療儀器未可觸及之部位進行微創治療。

　示範透過內鏡將微型機械人送入狹窄消化道內，再利用磁場驅動精準地運送它們到目標位置。

　中大透露，研究團隊研發了一種以幹細胞為基礎的軟件磁性幹細胞微型機械人，它簡稱MSCSMs；MSCSMs由約佔98%幹細胞和約佔2%之微量磁性粒子組成，其柔軟度有如人體大腦組織，中大解釋由於微型機械人使用的幹細胞源自於宿主，因此可減低免疫細胞之排斥反應，而軟件微型機械人還能通過各種臨床成像技術作實時體內追蹤，當中包括內鏡和超聲波等廣泛在腔內手術中採用的技術。

　中大續指，團隊還開發了雙模成像內鏡輔助磁驅動系統去令軟件微型機械人能夠快速進入體內深處的狹窄空間，中大表示系統中之內鏡為MSCSMs提到「快速通道」，讓機械人避免直接接觸人體內複雜流體環境，亦可讓它們快速穿過各種器官或組織之生物屏障。

　「生物合成軟件微型機械人」（紅箭咀示）由大量（約佔98%）幹細胞及微量磁性粒子（約佔2%）組成，每個機械人直徑僅100至500微米。

　中大解釋，MSCSMs會透過內鏡送入人體，之後再利用磁場驅動精準地運送它們到目標位置；而傳送過程會由內鏡和超聲波成像去追蹤和監察內鏡可見區域或內鏡不可到達區域。

　中大指，通過上述方法，EMADIS能快速並精準地將MSCSMs運送到微小和曲折的腔內管道作介入治療，特別是在一些傳統內鏡和醫療機械人無法到達、甚至無法觀察之部位。

　中大榮休講座教授沈祖堯表示，是次研發技術能把內鏡可覆蓋範圍延伸至膽管、胰管、支氣管中的較小分支，甚至是泌尿系統較小分支如腎盞和前列腺等，這些器官以往不論多麼纖細靈活的傳統內鏡都無法觸及，而生物合成軟件微型機械人借助磁性導航可以提供診斷和治療機會，沈祖堯相信技術有巨大臨床應用潛力，並能安全應用；研究團隊還期待下一步開展動物研究以證明技術安全性及透過臨床實驗驗證其功效。

　中大賽馬會微創醫療技術培訓中心主任趙偉仁認為，研究結合了有限制內鏡與無限制微型機械人，大大擴展系統治療範圍；微型機械人亦實現精準、快速和長距離傳輸；生物合成幹細胞微型機械人還可以攜帶大量幹細胞作標靶治療，並且在消化道疾病如膽總管結石或肝內膽管結石、炎症性腸病和良性膽管狹窄之治療方面具有巨大潛力。

　中大機械與自動化工程學系副教授張立指，學系在研究中提出創新策略並建立微型機械人平台以應對微納米醫療機械人領域中的多種關鍵挑戰，包括如何減低微型機械人之潛在生物安全問題、如何能夠令微型機械人高度適應體內生理環境及如何於數分鐘內精確地和在實時追蹤下將大量微納米機械人傳遞到體內深處；張立還感謝醫學院夥伴在合作過程中為他和其團隊提供建議和支援，而這對研究成果是相當重要。

　中大透露，研究團隊正合作將成果轉化為多種體內應用，以證明微型機械人平台的醫療價值；團隊還預期內鏡技術和微型機械人技術結合將帶來極具潛力之治療系統，這系統將具備長距離工作、短時間和高傳送效率、多樣功能性並具有高臨床價值的優點。