導尿管等管狀醫療植入物倘滋生菌膜,病人易遭細菌感染。中文大學成功研發磁性水凝膠微型機械人,透過外部磁場裝置,控制微型機械人,在導管內擺動刮走菌膜,同時加熱使其收縮,釋放雙氧水殺菌,僅5分鐘便成功殺滅99%細菌,去除93%菌膜。團隊指最快1年後可進行動物測試;物料成本少於1美元,遠低於更換導管的費用,有助減輕病人經濟負擔。
菌膜是由微生物及其分泌物造成的黏膜,為細菌提供屏障,抵抗抗生素治療。中大成功研發磁性水凝膠微型機械人,將機械人置於布滿菌膜的導管內,運用外部磁場裝置,控制它不斷擺動,刮走菌膜,並加熱至約攝氏33至35度使其收縮,釋放儲存於水凝膠內、俗稱「雙氧水」的氧化氫溶液殺菌。機械人能因應治療需求,製成不同體積,一般直徑約1毫米的導管,會用上體積僅0.5毫米的微型機械人。
成本少於1美元 無損人體組織
機械與自動化工程學系教授張立解釋,微型機械人擺動時,自身的氧化鐵成分與雙氧水形成化學作用,產生殺菌力更強的氧自由基,進一步殺滅菌膜,加上外部磁場驅動下,機械人能準確到達菌膜位置,不會損害人體組織,「只會在某一個地方有藥物,對周圍的健康組織影響降到最少。」
團隊經過反覆實驗,發現微型機械人能在5分鐘內,殺滅99%細菌,去除93%菌膜。周毓浩創新醫學技術中心研究助理教授陳啟楓稱,近年出現耐藥性強的「超級細菌」,傳統運用抗生素治療成效大減,改以手術形式清除菌膜,或更換植入物則成本高昂,而微型機械人的物料成本少於1美元,殺菌力更強,為病人提供更佳的治療方案。
團隊正改良微型機械人的設計,最快1年後進行動物測試,陳啟楓指,微型機械人對人體危險性低,相信臨牀試驗周期較其他醫療用品短,有望盡快投入使用;團隊亦正與醫療外的機構合作,期望能擴至環境和工業用途,包括清洗精密儀器內的導管。
記者:盧嘉潁
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