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中大研發幹細胞微型機械人 可深入狹窄腔道助診斷及治療消化道疾病

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2021-04-09 10:40:24

中大研究-2

中大跨學科研究團隊近日研發了一款配備內鏡輔助磁力導航系統的「生物合成軟體微型機械人」,配合實時成像導航技術,能在人體內快速傳輸,有望用於治療人體內微小和迂迴曲折管道內的疾病,約8分鐘內便能快速精準遞送約一米距離,特別是針對一些常規醫療儀器未可觸及的部位,例如膽管、胰管等,相信將有助進行診斷或微創治療。

中大研究

使用自身幹細胞助減低排斥反應

是次研究由中大榮休講座教授、新加坡南洋理工大學高級副校長(健康與生命科學)沈祖堯教授、中大機械與自動化工程學系張立教授、中大醫學院趙偉仁教授領導,研究團隊研發了一種以幹細胞為基礎的軟體磁性幹細胞球微型機械人,簡稱MSCSMs,主要由大量(約佔98%)幹細胞及微量磁性粒子(約佔2%)組成。

該軟體微型機械人的柔軟度有如人體大腦組織,於磁場驅動下,它們不但有快速反應及準確鎖定目標的能力,更可於傳輸過程中變形,以通過體內複雜兼狹窄的管道。由於微型機械人使用自身的幹細胞,有望減低免疫系統的排斥反應。

此外,該軟體微型機械人能夠通過各種臨床成像技術作實時的體內追蹤,包括內鏡和超聲波等廣泛在腔內手術中採用的技術。

另一方面,為了令軟體微型機械人能夠快速進入體內深處的狹窄空間,團隊開發了一個結合了臨床成像工具的機械人集成平台 — 雙模成像內鏡輔助磁驅動系統(EMADIS)。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、甚至無法觀察的部位。

新加坡南洋理工大學高級副校長(健康與生命科學)沈祖堯教授

沈祖堯:可延伸至膽管、胰管內診斷或治療

沈祖堯教授表示:「是次研發的技術,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的分支,例如腎盞和前列腺等,這些器官是不論多麼纖細靈活的傳統內鏡,以往都無法觸及的」。

趙偉仁教授補充:「生物合成幹細胞微型機械人可以攜帶大量的幹細胞作標靶治療,並且在消化道疾病(例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)的治療方面具有巨大潛力。」

張立教授指,目前正研究數種取出機械人方案,而團隊下一步開展動物研究以證明該技術的安全性,以及透過臨床實驗驗證其功效。

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