导尿管等管状医疗植入物倘滋生菌膜,病人易遭细菌感染。中文大学成功研发磁性水凝胶微型机器人,透过外部磁场装置,控制微型机器人,在导管内摆动刮走菌膜,同时加热使其收缩,释放双氧水杀菌,仅5分钟便成功杀灭99%细菌,去除93%菌膜。团队指最快1年后可进行动物测试;物料成本少于1美元,远低于更换导管的费用,有助减轻病人经济负担。
菌膜是由微生物及其分泌物造成的黏膜,为细菌提供屏障,抵抗抗生素治疗。中大成功研发磁性水凝胶微型机器人,将机器人置于布满菌膜的导管内,运用外部磁场装置,控制它不断摆动,刮走菌膜,并加热至约摄氏33至35度使其收缩,释放储存于水凝胶内、俗称“双氧水”的氧化氢溶液杀菌。机器人能因应治疗需求,制成不同体积,一般直径约1毫米的导管,会用上体积仅0.5毫米的微型机器人。
▲团队正改良微型机器人的设计,最快1年后进行动物测试。
成本少于1美元 无损人体组织
机械与自动化工程学系教授张立解释,微型机器人摆动时,自身的氧化铁成分与双氧水形成化学作用,产生杀菌力更强的氧自由基,进一步杀灭菌膜,加上外部磁场驱动下,机器人能准确到达菌膜位置,不会损害人体组织,“只会在某一个地方有药物,对周围的健康组织影响降到最少。”
团队经过反覆实验,发现微型机器人能在5分钟内,杀灭99%细菌,去除93%菌膜。周毓浩创新医学技术中心研究助理教授陈启枫称,近年出现耐药性强的“超级细菌”,传统运用抗生素治疗成效大减,改以手术形式清除菌膜,或更换植入物则成本高昂,而微型机器人的物料成本少于1美元,杀菌力更强,为病人提供更佳的治疗方案。
团队正改良微型机器人的设计,最快1年后进行动物测试,陈启枫指,微型机器人对人体危险性低,相信临牀试验周期较其他医疗用品短,有望尽快投入使用;团队亦正与医疗外的机构合作,期望能扩至环境和工业用途,包括清洗精密仪器内的导管。
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