醫療科技｜中大研磁性水凝膠微機械人 5分鐘清除植入物菌膜達93% 降細菌感染風險

尿道導管、膽管支架等小型管狀醫療植入物內形成的菌膜難以清除，中大工程學院的研究團隊近日開發一款磁性水凝膠微型機械人，聲稱能透過外部磁場裝置，控制機械人到達指定位置，除了能以物理擺動的方式刮走菌膜，更能釋放消毒液殺死細菌。實驗顯示，5分鐘的菌膜去除率達93%，細菌數量減少99.3%。團隊表示，機械人的物料成本少於1美元，料醫療成本低於更換導管，最快1年後進入臨床測試。

中大周毓浩創新醫學技術中心研究助理教授陳啟楓表示，菌膜是由微生物和微生物分泌物質組成的黏膜結構，有機會在不同的醫療植入物表面滋生，造成不同程度的細菌感染。目前臨床清除菌膜的臨床手段，包括手術方式清除菌膜或更換植入物，以及使用高劑量抗生素，但前者會對病人身體造成創傷，後者效果不佳甚至造成細菌耐藥性升高。因此，團隊於兩年前着手開發磁性水凝膠微型機械人。

水凝膠攜帶雙氧水可殺死細菌

中大機械與自動化工程學系教授張立介紹，機械人由摻入鐵粒且對溫度敏感的水凝膠，透過外部磁場裝置，除了可控制機械人移動到指定位置，亦能以物理擺動的方式刮走導管菌膜，更遙距對水凝膠加熱至約攝氏33至35度，釋放水凝膠攜帶的雙氧水殺死細菌。同時，機械人的擺動亦會加速自身成分氧化鐵與雙氧水的化學反應，形成殺菌力更佳的氧自由基，進一步消除菌膜。

陳啟楓引述實驗數據指，機械人5分鐘的菌膜去除率達93%，細菌數量減少99.3%。陳續指，機械人可按實際需求調整尺寸，例如直徑1毫米的導管，通常需要直徑0.5毫米的機械人；而一般導管及植入物的直徑約介乎1至3毫米。張立補充，因機械人體積細小，故其物料成本不到1美元。團隊現正開發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，料一到兩年可進入臨床測試。

醫療應用以外，機械人亦有望用於工業，例如精密儀器或是管道等人手難以清潔的地方，亦可針對各種情況，讓機械人攜帶不同的化學物及藥劑進行清潔。陳透露，團隊已與業界公司簽署合作協議。

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撰文：陳施敏

責任編輯 : 陳浩義