中大工程學院與醫學院示範操作「磁控螺旋微機械人」。(左起)張慧子醫生、張立教授、陳英權醫生。陳極彰攝
中大工程學院與醫學院示範操作「磁控螺旋微機械人」。(左起)張慧子醫生、張立教授、陳英權醫生。陳極彰攝


中耳炎是常見的小兒感染,會引起中耳積水。部分患上中耳積水的病人需要接受中耳導管置入手術,幫助抽出積液。但隨導管置放於耳膜時間增加,耳朵產生的分泌物會形成菌膜,阻塞導管,甚至造成反覆感染。

香港中文大學跨學科研究團隊合作,成功開發出「磁控螺旋微機械人」系統,以螺旋形微型機械人清除中耳導管的菌膜。團隊已經在人體標本上進行試驗,效果理想。中大機械與自動化工程學系教授張立教授表示,此次試驗的成功令他看到了臨床轉換上的希望,他希望能夠藉此技術為社會大眾帶來福祉。

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張慧子醫生指六歲以下兒童中,约7%曾因中耳炎出現中耳積水。陳極彰攝
張慧子醫生指六歲以下兒童中,约7%曾因中耳炎出現中耳積水。陳極彰攝
張立教授從事螺旋微形機械人研究已有十年。陳極彰攝
張立教授從事螺旋微形機械人研究已有十年。陳極彰攝
新方法能夠以「無痛、無損」的方式為病人進行治療。陳極彰攝
新方法能夠以「無痛、無損」的方式為病人進行治療。陳極彰攝
磁控螺旋微機械人系統部件細小。陳極彰攝
磁控螺旋微機械人系統部件細小。陳極彰攝
(左起)張慧子醫生、張立教授、陳英權醫生介紹系統。陳極彰攝
(左起)張慧子醫生、張立教授、陳英權醫生介紹系統。陳極彰攝

中大醫學院耳鼻咽喉-頭頸外科學系助理教授張慧子醫生介紹稱,六歲以下兒童中,约有7%曾因中耳炎出現中耳積水,一般可在數周內消退,但若情況持續,則需要手術治療。醫生會在患者的耳膜中置入導管,以抽出中耳積水。當積液隨時間黏附在中耳導管上,形成细菌菌膜並造成阻塞,會導致反覆感染。因此,外科醫生需要利用機械工具配合內窺鏡為病人清除菌膜或更換導管。

不過由於耳道狹小曲折,程序需由具經驗的醫生進行,否則可能令耳膜和聽小骨受損。張慧子解釋:「為了抑制菌膜生長,病人需要長期使用含有抗生素的滴耳藥水,但有機會衍生細菌耐藥性,令療效愈來愈差。此外,被菌膜堵塞的導管需要通過手術頻繁更換,令病人的醫療負擔及痛楚增加。」以及成人進行該手術需要對耳膜進行麻醉,兒童則需要全身麻醉。
由於耳道狹小曲折,程序需由具經驗的醫生進行,否則可能令耳膜和聽小骨受損。陳極彰攝
由於耳道狹小曲折,程序需由具經驗的醫生進行,否則可能令耳膜和聽小骨受損。陳極彰攝

中大機械與自動化工程學系與中大醫學院耳鼻咽喉-頭頸外科學系的專家共同研究,開發磁控螺旋微機械人系統,以助清理菌膜,降治療程序的複雜性。張立教授介紹,自己從事螺旋微形機械人研究已有十年。而此次的試驗是以螺旋形微型機械人破壞菌膜,用螺旋微形機械人在導管內的刮配合雙氧水,殺死導管中的細菌。

他表示,該方法能夠以「無痛、無損」的方式為病人進行治療。同時,由於螺旋微機械人的主要成分為石墨烯和氧化鐵,因此成本較低廉。不過他表示,目前最重要的是提升該技術在人體應用方面的安全性。
「磁控螺旋微機械人」系統有很多小部件。陳極彰攝
「磁控螺旋微機械人」系統有很多小部件。陳極彰攝
「磁控螺旋微機械人」系統儀器精細。陳極彰攝
「磁控螺旋微機械人」系統儀器精細。陳極彰攝

中大醫學院耳鼻咽喉-頭頸外科學系副教授陳英權醫生介紹操作過程,醫生首先利用內窺鏡配合導管將螺旋形微型機械人置入中耳導管,再操控機械臂輔助的磁控單元,以磁力驅動微型機械人在管道內快速旋轉移動,藉此刮除耳道導管內的菌膜和殺死當中的細菌。團隊早前在人體標本上進行試驗,利用磁控螺旋微機械人系統成功刮除耳道導管上的菌膜,效果理想。

陳英權醫生表示,這套嶄新的技術將可以簡化現有的治療程序,減輕病人需要重復更換導管的生理和心理負擔。而由於手術步驟得到簡化,可以降低病人麻醉、住院、和進行手術的成本。「現階段我們需要進行更多安全及穩定性的驗證,以確立臨床應用的可能性。」

記者:解青羽

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